稀土对Ti基激光熔覆层组织与摩擦磨损性能的影响

采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811表面制备了CeO_2质量分数分别为0,1%,3%的TC4+Ni45+CeO_2多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了熔覆层的微观组织和物相,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和白光轮廓仪测试分析了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层中的物相包括TiC、TiB_2、TiB、Ti_2Ni和α-Ti;随着CeO_2加入量增加,熔覆层中的物相未发生改变;当CeO_2添加量为0时,熔覆层内部组织粗大,显微硬度为590～640 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO_2的质量分数为1%时,熔覆层组织逐步细化,枝晶的方向性减弱,显微硬度为625～655 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO_2的质量分数为3%时,熔覆层中的增强相由树枝晶状、长条状、须晶状向颗粒状、层状、短棒状转变,且均匀弥散地分布于熔覆层中,显微硬度为560～575 HV,磨损机制主要为磨粒磨损。     

激光功率对TC4表面钛基激光熔覆层微观组织及性能的影响

在激光功率为700、900、1100 W时,利用同步送粉激光熔覆技术,在TC4钛合金表面制备了TC4+Ni45+WC+Ce O_2多道搭接激光熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了涂层的组织和相组成,利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度。结果表明,在不同激光功率下,熔覆层生成的相相同,主要包括Ti C、Ti B、金属间化合物Ti_2Ni、W单质和基底α-Ti。随着激光功率的提高,熔覆层析出相的尺寸减小、数量减少、密度降低。当激光功率为1100W时,热影响区厚度加深,熔覆层基底出现烧损现象。随着激光功率的增加,熔覆层的显微硬度逐步降低,显微硬度开始衰减的位置与其上表面距离逐步增加。     

CeO_2对Ti811表面钛基激光熔覆层微观组织及性能的影响

采用同步送粉激光熔覆技术,在Ti811钛合金表面制备了不同CeO_2含量的TC4+Ni45+CeO_2多道搭接激光熔覆层。利用扫描电镜(SEM)观察了不同稀土添加量对熔覆层组织形貌的影响,利用能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的微观组织和相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,在不同CeO_2添加量条件下,熔覆层生成相基本相同,主要包括Ti C、金属间化合物Ti_2Ni、TiB和基底α-Ti。随着CeO_2添加量的增加,熔体对流性增加,反应生成相得到明显细化。当CeO_2添加量为2%和3%时,涂层中生成相分布较为均匀。当涂层中加入CeO_2后,涂层的显微硬度较基底有明显提高,当CeO_2添加量为3%时,涂层的显微硬度相比未添加的CeO_2的涂层有所降低。     

Y2O3对钛基激光熔覆层组织及性能的影响

针对Ti811钛合金硬度低、耐磨性差的问题,以TC4粉、Ni45A粉和Y₂O₃粉为原料,采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811钛合金表面进行了激光熔覆制备耐磨复合涂层的实验,分析了熔覆层的组织和相组成,测试了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损等力学性能。研究表明:复合涂层组织由枝晶TiC、依附生长于枝晶TiC表面的纳米颗粒TiC、生长于基体表面的等轴球形（近球形）TiC、金属间化合物Ti₂Ni、增强相TiB、TiB₂及基体α-Ti组成,所有生成相呈均匀弥散分布状态;涂层中等轴球形（近球形）TiC和Y₂O₃构成了复合相结构,经二维点阵错配度计算表明,Y₂O₃的（111）晶面与TiC的（110）晶面的二维点阵错配度δ=6.54%,因此Y₂O₃可作为TiC的有效异质形核核心细化晶粒;涂层的显微硬度处于HV_0.5 655~700之间,较Ti811基材提高了约1.6~1.8倍;涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,摩擦磨损性能较基材显著提升。