高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织结构及其滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al／WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和从室温至650℃的滑动磨损性能。结果表明，涂层的成分为Fe-13．87Al-17．27C-3．35W-2．59Ni-1．27Cr-18．140(％)，主要相是Fe3Al、FeAl和α-Fe，还有少量WC、W2C和A12O3；添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度，从而提高了复合涂层的耐磨性；高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层，降低了复合涂层的摩擦因数，分析认为剥层磨损是复合涂层的主要磨损机理。涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度，能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从而使复合涂层表现出优异的高温耐磨性。高速电弧喷涂技术配-Fe-Al／WC粉芯丝材是一种新型、优质、高效、低成本的耐高温涂层制备技术，具有很大的应用潜力。     

高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al金属间化合物涂层,并研究了涂层的显微组织和室温至650℃的滑动摩擦磨损性能.结果表明:Fe-Al涂层的平均成分为Fe-20.0Al-14.1O(摩尔分数,%),主要相是Fe3Al,FeAl,α-Fe,Al2O3及少量Al;涂层具有较高的结合强度和硬度、较低的孔隙率及较高的高温耐磨性;高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层,降低了涂层的摩擦因数,而剥层磨损是涂层的主要磨损机制.涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂,从而使Fe-Al涂层表现出优异的高温耐磨性.     

稀土改性热喷涂NiAl金属间化合物涂层

总结了解决NiAl金属间化合物室温脆性的途径,并介绍作看提出的"稀土协同强韧化NiAI金属间化合物及涂层材料"研究结果.在热喷涂喂料中加入稀土或同时加入稀土与其它合金元素,通过抑制NiAl金属间化合物的室温脆性,可以制备出有一定厚度、完好连续、均匀致密的NiAl金属间化合物涂层,可以使NiAl金属间化合物涂层的硬度、耐磨性、热振抗力和防渗碳能力大幅度提高.此类新型的NiAl金属间化合物涂层在飞机、化工、石油、天然气、钢铁制造工业等领域有很好的应用前景.     

高速电弧喷涂铁铝涂层的组织和性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术（HVAS）原位合成了铁铝金属化合物涂层，并研究了涂层的显微组织和性能。结果表明，铁铝涂层的成分（原子分数，%）为Fe-20.0Al-14.1O，主要相是Fe3Al、FeAl和a-Fe相，还有少量Al2O3。涂层中的Fe3Al和FeAl具有较高的有序度。涂层具有相对较高的结合强度和显微硬度，以及较低的密度和孔隙率。     

电弧喷涂NiAl涂层摩擦磨损性能研究

利用双丝电弧喷涂技术在6061 -T6铝合金基底上制备了NiAl-95/05和NiAl-80/20两种不同成分的镍铝涂层.采用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、显微硬度计等设备对两种涂层的微观组织结构及特性进行对比分析,并采用滑动摩擦和滑动磨损试验方法,研究了两种涂层的滑动摩擦磨损性能.结果表明,两种涂层均与基体结合紧密,无裂纹;NiAl-95/05涂层中的主相为(Ni)固溶体,而NiAl-80/20涂层中主要组成相为Ni3Al和NiAl; NiAl-95/05涂层和NiAl-80/20涂层显微硬度的平均值分别为219 HV和312 HV.摩擦磨损试验结果表明,在干态和水润湿条件下,NiAl-80/20涂层的滑动摩擦系数较大;而在油润湿条件下,两种涂层的滑动摩擦系数基本相等;显微硬度和滑动摩擦系数共同决定了涂层的滑动磨损性能,NiAl-80/20涂层的滑动磨损性能明显优于NiAl-95/05涂层.     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni—Al金属间化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、 X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明:当Ni和Al的质量百分比为4:1时,涂层与基体呈冶金结合,无裂纹和气孔等缺陷;涂层的主要组成相为Ni3Al和NiAl;涂层组织为细密的树枝晶;涂层的硬度高于基体,硬度可达630HV;涂层耐蚀性能良好。     

等离子原位合成Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能研究

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni-A1金属问化合物涂层。借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织和性能进行了研究。结果表明：当Ni和Al的质量百分比为4：1时，涂层与基体呈冶金结合，无裂纹和气孔等缺陷；涂层的主要组成相为NiAl和NiAl；涂层组织为细密的树枝晶；涂层的硬度高于基体，硬度可达630HV；涂层耐蚀性能良好。     

激光熔敷NiTi/Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层组织及耐磨性

以Ni79Ti21（wt％）合金粉末为原料,采用同步送粉激光熔敷技术在BT20钛合金表面制备出NiTi／Ni3Ti金属间化合物复合材料涂层,分析了该涂层的显微组织,测试了该涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔敷涂层组织均匀致密,与基材呈良好的冶金结合,具有优良的抗滑动磨损性能。     

钛合金激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层的组织和耐磨性（英文）

以Ti＋Ni＋B4C粉末混合物为原料,利用激光熔覆技术在TA15钛合金基材表面制得TiB-TiC共同增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层。采用OM、SEM、XRD、EDS及AFM等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,测试涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层熔覆具有独特的显微组织,菊花状的TiB-TiC共晶均匀分布在TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体中。由于高硬、高耐磨TiB-TiC陶瓷相与高韧性TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体的共同配合,激光熔覆涂层表现出优异的耐磨性。     

NiAl基多相金属间化合物的显微组织,超塑性研究

本文研究了金属间化合物Ni—25Al—25Cr的显微组织和超塑性及其变形机理.该合金的显微组织由NiAl则基体和α-Cr,β-Ni（Al,Cr）;γ'-Ni3（Al,Cr）的三元共晶体组成,在NiAl基体中还均匀分布着大量弥散的α-Cr沉淀相在1123—1223K之间以22×10-43．3×10－2S－1的应变速率拉伸变形时．该合金表现出高达480％的超塑性超塑性变形的断裂主要是由于晶界滑移和晶粒转动所产生的空洞和晶内解理所致.本文还对超塑性变形的机理进行了初步讨论.     

激光原位合成NiAl金属间化合物覆层的性能

利用激光熔覆技术在不锈钢(1Cr18Ni9Ti)基材上原位合成了单相NiAl金属间化合物覆层,利用XRD和SEM分析了覆层的组成和微观组织,用栓-盘摩擦磨损试验机对覆层摩擦学性能进行了研究.结果表明:激光工艺对NiAl覆层的显微组织结构有重要影响,在较低的功率密度条件下制备的NiAl覆层内部无裂纹和孔洞,与基底呈良好的冶金结合;覆层显微组织结构致密,显微硬度达到500 HV并呈现出良好的摩擦磨损性能.     

粉体预氧化对NiAl激光熔覆涂层组织和性能的影响

目的 激光熔覆是集节能、环保、减排于一身的低碳技术,能够解决涂层存在的粗大枝晶、较大开裂敏感性及纳米增强颗粒昂贵等难题。方法 借助Al颗粒的易氧化特性,提出一种预氧化气固反应手段,原位制备铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体,采用激光熔覆技术将复合粉末制备成冶金涂层,并考察预氧化方法对NiAl涂层组织和性能的改性规律。结果 通过预氧化方法获得了铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体,且制备的涂层成形良好、无缺陷;预氧化涂层的枝晶更细小,XRD测试表明预氧化涂层中出现了Al₂O₃。由于预氧化方法带来的细晶强化和第二相强化作用,使得预氧化涂层的硬度在NiAl涂层的基础上提升了约20%,预氧化方法引入的氧促使摩擦界面形成了一层氧化物润滑膜,使得预氧化处理后涂层的摩擦因数降低了约23%,同时耐磨性得到显著提升。结论 采用预氧化方法以低成本原位合成了复合型粉体,通过预氧化方法使涂层实现了从组织结构到性能的良性转变,为推动绿色低碳技术发展,高性能新型粉体的研发,以及NiAl涂层的应用提供一些思路与方法。     

NiAl金属间化合物的研究概述

综述了NiAl金属间化合物的力学性能、合金化以及提高强韧性的方法,并对NiAl合金的制备方法作了介绍,特别是利用电热爆炸超高速定向喷涂技术可原位生成亚微米晶NiAl金属间化合物及金属间化合物复合涂层.     

NiAl及金属间化合物结构材料改善室温塑韧性及制备工艺的研究进展

本文以NiAl基合金为主,兼顾FeCo,MoSi2等不同晶体结构的金属间化合物结构材料,重点论述了近年来围绕提高其室温塑韧性研究工作的进展;由于这类材料的本征脆性,导致了加工成形性很差,而且制备工艺本身也是改善性能的一条重要途径,因此对NiAl基合金等金属间化合物结构材料在制备方面的研究进展也加以综述.     

高速电弧喷涂复合材料涂层工艺优化与性能研究

采用FeCrNi粉芯丝材利用正交回归试验研究了高速电弧喷涂工艺参数对FeCrNi/Al2O3涂层的力学性能影响规律，并优化工艺参数。结果表明，和其它工艺参数相比，喷涂距离对涂层的结合强度、硬质相沉积效率、显微硬度有显著影响，喷涂距离与喷涂压力的交互作用对显微硬度有较明显的影响。当喷涂电流为100A，喷涂压力为0．65MPa，喷涂距离为250mm时，FeCrNi粉芯丝材涂层的结合强度仍高达31．2MPa。     

金属间化合物NiAl涂层的制备及耐腐蚀性

采用自蔓延高温合成法制备了适合大气等离子喷涂用的NiAl粉末,在45钢基体上制备NiAl涂层,研究了涂层在800℃的高温氧化特性和室温下浸泡在4wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性,利用XRD、SEM技术分析了涂层的高温氧化和耐腐蚀机理。结果表明,自蔓延高温合成法制得的NiAl粉末主要由主相NiAl和少量Al3Ni相组成,制备的NiAl涂层致密且与基体结合良好;NiAl涂层在800℃氧化168 h增重13.8 mg.cm-2,约为45钢的1/10,提高了基体的高温抗氧化性,归因于高温氧化过程中涂层表面变成了一层薄薄的Al2O3保护膜;45钢和NiAl涂层在4wt%NaCl溶液中浸泡腐蚀42天后质量损失分别为5.34、1.23 mg.cm-2,这表明NiAl涂层具有较好的耐腐蚀性。     

Self-diffusion of Ni in B2 type intermetallic compound NiAl

Combining molecular dynamic (MD) simulation with modified analytic embedded-atom method (MAEAM) potential, the formation, migration and activation energies of Ni self-diffusion in intermetallic compound NiAl have been calculated for five diffusion mechanisms, NNN jump, [1 1 0] 6JC, straight [1 0 0] 6JC, bent [1 0 0] 6JC and triple-defect diffusion. The results show that the Ni self-diffusion is dominated by the triple-defect diffusion mechanism since it requires essentially the lowest migration or activation energy (Q = 2.769 eV) in the five diffusion mechanisms. This is consistent with the conclusion of Frank et al.     

Ni-Al-Fe系中NiAl(Fe)金属间化合物的析出强化

研究Ni-Al-Fe系中B2型金属间化合物NiAl(Fe)的硬度随时效时间的变化,同时测定时效处理后含析出相的NiAl(Fe)金属间化合物的屈服强度随温度变化。结果表明,在所有实验温度区域内,NiAl(Fe)化合物的屈服强度均远高于单相NiAl;析出相为体心立方结构的α-Fe相;在时效初期α-Fe相呈球状,过时效之后变成平行于有序基体{100}晶面的板条状。通过透射电镜观察还确定变形过程中位错滑移矢量为111。虽然α-Fe析出相的硬度低于NiAl(Fe)基体,但由于α-Fe析出相对运动位错有较强的钉扎作用而使基体得到强化。     

Effect of a NiAl Coating on the Oxidation Resistance of a NiAl–TiC Composite

The effect of a microcrystalline NiAl coating prepared by magnetron sputtering on the high-temperature oxidation resistance of a NiAl–TiC (20 vol.%) composite was investigated in air at 1000 and 1100°C. It was found that the isothermal as well as the cyclic oxidation resistance of the NiAl–TiC composite were greatly improved by the microcrystalline NiAl coating. The oxide scale formed on the NiAl–TiC composite was composed mainly of TiO₂. On the contrary, the scales formed on NiAl–TiC coated with microcrystalline NiAl were only Al₂O₃.     

Study on Laser Cladding NiAl/Al2O3 Coating on Magnesium Alloy

利用等离子喷涂技术,在AZ91D镁合金表面制备NiAl/Al2O3涂层,并通过激光对涂层进行重熔处理。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试手段分别研究了涂层在激光重熔前后的相组成和形貌,涂层的结合强度和孔隙率分别采用拉伸法和光学显微镜(OM)测量,利用显微硬度计测量重熔前后涂层的显微硬度。结果表明:经激光重熔处理后,NiAl过渡层与基体及Al2O3涂层界面处出现了具有冶金结合的特征,涂层的结合强度由原来的11.34提高到33.2MPa;涂层的孔隙率则由原来的10.23%下降到4.10%,涂层变得更致密;涂层中的亚稳相γ-Al2O3全部转变为稳定相α-Al2O3;涂层的显微硬度HV0.05由3290MPa提高到5200MPa,有利于其耐磨性的提高。