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。     

激光熔覆Fe基/纳米Al_2O_3复合涂层的硬度及耐磨性

对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了激光表面熔覆,所用涂层材料为添加不同含量的α-Al2O3纳米粉构成的Fe基合金。组织观察和涂层硬度及干滑动摩擦磨损试验表明,三种纳米粉含量(1%,2%和3%质量分数)涂层都不同程度地改善了Fe基合金熔覆层的硬度及耐磨性能,其中2%纳米颗粒含量涂层有较高的涂层硬度和较小的质量损失。硬度平均提高了约100 HV,质量损失平均下降约30%。耐磨性的改善被认为是与细小的α-Al2O3纳米粒子产生的细晶强化和第二相强化作用有关。     

镍基合金表面电子束熔覆Co/CeO_2复合涂层的耐磨性研究

镍基合金在含氯介质中具有良好的耐腐蚀性,但其耐磨性不足。利用电子束在Inconel617合金基体表面熔覆Co+CeO_2复合涂层,研究了不同含量(0%～4%)CeO_2对钴基熔覆层显微组织、硬度分布以及耐磨性的影响。结果表明:无添加CeO_2的钴基熔覆层最高显微硬度为850 HV0.2,约为基体(450 HV0.2)的1.8倍,摩擦系数以及磨损率都有所降低,耐磨性得到了改善;CeO_2有效改善了Co基熔覆层中气孔、裂纹等的缺陷,降低了原熔覆层在滑动摩擦实验中的摩擦系数和磨损率,提高了耐磨性;CeO_2的添加不影响原熔覆层的物相成分,但提升了其组织致密性和力学性能,显微硬度得到增加;当添加CeO_2含量为2%时,该熔覆层获得了最佳的耐磨性。     

稀土对Fe基合金激光熔覆层组织性能的影响

采用CO2激光器在45钢基体表面熔覆稀土氧化物La2O3的Fe基涂层;借助于扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、ML-100型磨粒磨损试验机对涂层组织结构、物相、组成成分、硬度及耐磨性能进行了分析.结果表明,添加稀土能够减少甚至消除Fe基合金涂层中存在的孔洞,细化晶粒,提高致密性;涂层的硬度和磨损形貌表明,添加稀土能够小幅度地提高涂层的硬度,但能够使涂层表面的硬度值比较均匀一致,从而引起磨损表面的相对光滑.Fe基合金涂层的磨损机理为轻微的磨粒磨损,45钢的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损.     

超细WC颗粒对纳米CeO_2增强激光镍基涂层的显微组织和耐磨性影响（英文）

CO_2激光器熔覆质量分数1%纳米CeO_2和20%WC添加的镍基合金涂层的磨损、显微组织与1%纳米CeO_2添加镍基合金涂层进行对比。上述2种涂层均熔覆在基体30CrMnSiNi2A上并呈优良冶金结合。超细碳化物WC对WC-CeO_2/Ni涂层的显微组织影响由X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)连同能谱(EDS),电子探针(EPMA)进行分析。添加WC后M_(23)C_6增多,而M_7C_3减少。通过维氏硬度计和磨损测试系统对有WC添加和未添加CeO_2镍基合金涂层进行综合机械性能比。得出WC-CeO_2/Ni涂层明显优于CeO_2/Ni涂层。极少数热裂纹出现于WC-CeO_2/Ni涂层,萌生并扩展于熔池凝固过程中,对此做了SEM和EDS分析。裂纹机理可归因为铁稀释和WC添加导致的涂层与基体30CrMnSiNi2A间线膨胀系数间差异。     

TiB2对Ni基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用5 kW CO2激光器在低碳钢表面熔覆Ni基合金层及TiB2/Ni基合金金属陶瓷涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损特性.结果表明,Ni基合金层主要组成相为γ-(Ni,Fe),Cr23C6等,TiB2/Ni基合金复合涂层组成相主要有γ-(Ni,Fe),Ni3B,TiB2和TiC等;Ni基合金层由发达γ-(Ni,Fe)枝晶和其间共晶组织所组成,TiB2/Ni基合金复合涂层典型组织为等轴固溶体以及其间细小共晶组织;TiB2对熔覆层的组织有显著的影响,使熔覆层组织细化,并由树枝晶转变为等轴晶;加入TiB2可显著提高Ni基合金涂层的显微硬度及耐磨性能.     

B4C对激光熔覆钴基合金涂层组织与耐磨性的影响

运用5kWcO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金涂层(C065)及Co基合金中添加20％B4C(体积分数)的复合涂层(B4C／Co),研究了B4C对熔覆层组织、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明,两种熔覆涂层均为树状枝晶生长的亚共晶组织。C055涂层主要由大量初生枝晶γ固溶体及其间的共晶组织1与(Cr,Fe)7C3组成;B4C／Co涂层主要由γ-Co,Cr7C3,Cr23c6,CrB2和Fe23(C,B)6组成,添加的B4C粒子在熔覆过程中全部熔解,但B4C／Co涂层组织与C055相比明显细化。B4C／Co涂层的显微硬度及耐磨性比Co65涂层都明显提高,并分析了涂层的强化机理。     

纳米Al2O3对Ni基合金激光熔覆层干滑动磨损性能的影响

在18-8不锈钢上激光熔覆制备了纳米a-Al2O3+Ni基合金复合涂层;考察了纳米Al2O3含量对Ni基合金熔覆层的组织、硬度及干滑动摩擦磨损性能的影响.结果表明,Ni基合金中添加适量的纳米颗粒可使激光涂层的硬度增加,耐干滑动摩擦磨损的抗力提高,其中以较少纳米Al2O3添加量(1wt%)的涂层硬度和耐磨性的改善较为明显.     

稀土对Ti811合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层组织和性能的影响

在Ti811表面利用同轴送粉激光熔覆技术,分别制备了未添加CeO_2和添加3wt%的TC4+Ni45金属陶瓷复合耐磨涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析了涂层物相和组织,并对涂层进行了显微硬度分析。结果表明:涂层中析出相成分主要包括α-Ti、Ti_2Ni、TiB_2和Ti C,涂层中添加3wt%CeO_2后,涂层中生成相的成分没有发生变化,但涂层中各个组织得到显著细化。添加3wt%CeO_2涂层的显微硬度较未添加CeO_2涂层的显微硬度有显著改善。     

等离子弧熔覆添加Al2O3+TiO2铁基合金涂层组织和耐磨性

在Q235钢表面用等离子弧熔覆Ni-Cr-B-Si-Fe铁基合金涂层及添加不同含量Al2O3 TiO2铁基合金复合涂层,比较研究了这两种涂层的组织、显微硬度和磨损性能。结果表明,添加Al2O3 TiO2后的铁基复合涂层界面的生长形态发生变化,由初生的细长柱状树枝晶转变为小的枝晶,并且提供了形核的核心,细化了晶粒;其组织主要由晶粒细小的γ-Fe为基,以Cr23C6,Fe3C,Al2O3 TiO2为增强相的复合涂层;熔覆层的显微硬度可达600～655HV0.2。     

CeO2对等离子喷涂Ti-Al/WC金属陶瓷复合涂层组织和摩擦学性能的影响

通过等离子喷涂方法在45钢基体上制备添加不同含量稀土氧化物CeO_2的Ti-Al/WC金属陶瓷复合涂层,利用扫描电镜和能谱仪等检测设备探究CeO_2对涂层组织及摩擦学性能的影响。结果表明:CeO_2细化了等离子喷涂涂层的层片状结构,改善了其结合性;添加不同含量CeO_2的涂层耐磨性均高于未添加涂层,其中2%的添加量,涂层表现出更加优良的性能; CeO_2的加入改变了涂层的磨损机理,由黏着磨损为主过渡为磨粒磨损为主,提高了涂层强度,减轻了磨损程度。     

氩弧熔覆 TiC 颗粒增强 Fe 基涂层组织性能研究

目的研究氩弧熔覆条件下TiC颗粒增强Fe基涂层的组织和性能。方法在Fe45自熔性合金粉末中添加TiC颗粒,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基材表面制备出含TiC颗粒增强的Fe基合金复合涂层,并对熔覆层的显微组织结构、硬度分布及耐磨性能进行分析研究。结果复合涂层是由(Fe,Ni)形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6,Fe3(C,B)共晶组织以及TiC增强颗粒组成,TiC颗粒细小弥散分布在基体金属内,部分TiC颗粒聚集生长为棒状、十字状和放射状。结论熔覆层的显微硬度最高可达980HV,较Q235钢提高了4倍,耐磨性提高了约11倍。     

铸铁等离子熔覆铁基合金耐磨涂层

利用等离子熔覆技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上熔覆铁基合金粉末制备具有冶金结合的耐磨涂层.采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,通过环-块磨损试验评估了涂层的耐磨性.结果表明,硼铸铁等离子熔覆铁基合金涂层组织主要由(Cr,Fe)7C3,α-(Fe,Cr)和Fe3C相组成;涂层的显微硬度可达600～1 200 HV0.2;在干滑动磨损条件下,涂层的耐磨性约是基体试样的5倍.涂层中高硬度的(Cr,Fe)7C3及Fe3C相的抗磨骨架作用,大量Cr,Si原子溶入基体引起的过饱和固溶强化作用,涂层快速加热及快速凝固产生的细晶强化作用是涂层耐磨性提高的主要原因.     

激光熔覆含B_4C_p,SiC_p钴基合金涂层的组织与耐磨性能

运用激光熔覆技术在16Mn钢表面制备了钴基合金涂层(Co55)、含20%SiCp(体积分数,下同)的钴基合金涂层(CoSiC)以及含20%B4Cp钴基合金涂层(CoB4C),比较研究了合金涂层的组织、相结构、显微硬度及滑动磨损性能。结果表明:合金涂层由涂层结合区的胞状共晶组织及涂层区的树枝状亚共晶组织组成,CoSiC涂层及CoB4C涂层的树枝晶比Co55涂层的更细小;B4Cp及SiCp在熔覆过程中完全熔解,其分解出的B,C,Si与涂层中的合金元素结合形成了更多的化合物,Co55涂层由γ Co和(Cr,Fe)7C3组成,CoSiC涂层由γ Co,Cr7C3,Cr23C6,CoSi2,Cr3Si和Si2W组成,CoB4C涂层由γ Co,Cr7C3,Cr23C6,CrB,CrB2和Fe23(C,B)6组成;3种激光熔覆涂层的显微硬度及耐磨性由高到低的顺序为CoB4C→CoSiC→Co55。对涂层的强化机理进行了分析。     

SiC颗粒对AlCoCrFeNi高熵合金涂层显微组织与力学性能的影响

应用激光熔覆技术制备了Al CoCrFeNi高熵合金涂层,研究了不同Si C添加量对涂层组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明:Al CoCrFeNi高熵合金涂层由面心立方结构(FCC)和体心立方结构(BCC)两相组成。添加Si C生成了Cr2Fe14C相,但是抑制了Cr基FCC相的生成。随着Si C含量的增加,熔覆层的缺陷减少且组织形貌发生改变,主要是由晶内BCC、晶间Cr基FCC相和白色析出物组成,其中,白色析出物为Cr2Fe14C相和未熔化的Si C颗粒,且分布在晶间。Si C的加入可以显著提高涂层的硬度及耐磨性,随着Si C含量的增加,涂层的硬度及耐磨性会随之增加。     

碳化硅增强钴基合金等离子喷焊层组织与力学性能

采用同步送粉方法在低碳钢表面制备质量分数分别为5%,10%和20%的SiC颗粒增强钴基合金喷焊层. 利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及能谱仪(EDS)分析涂层的显微组织特征和相结构,并对涂层进行显微硬度和纳米压痕试验. 结果表明,钴基合金喷焊层主要是由γ-Co固溶体、Cr₂₃C₆等物相构成. 加入不同含量的SiC粉末后喷焊层中出现(Cr,Fe)₇C₃,CoC_x,Co₃C和少量SiC相. SEM形貌显示钴基合金喷焊层为γ-Co和γ-Co+Cr₂₃C₆亚共晶组织,随着SiC含量的增加,喷焊层组织由亚共晶向共晶及过共晶转变. 涂层的显微硬度随SiC含量的增加而增加,显微硬度在加入20%SiC时为874 HV0.5. 纳米压痕试验显示熔合线附近固溶体硬度及涂层的弹性模量随着SiC含量的增加而增加.     

激光熔覆FeCrSixNiCoC涂层高温耐磨性能

Si含量对Fe基合金高温耐磨性能影响机理研究已有很多,但尚缺乏Si含量对Fe基涂层高温耐磨性能的研究。采用激光熔覆技术制备不同Si含量(5 wt.%、10 wt.%、15 wt.%)的FeCrSi_xNiCoC涂层,在温度为500℃和载荷200 N的条件下,测试FeCrSi_xNi Co C涂层高温耐磨性能。结合X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)分析涂层显微组织、相组成和磨损机理。结果表明：随着Si含量增加,涂层中γ-Fe相(Si以固溶方式存在于γ-Fe相中)向金属硅化物Fe3Si相转变,显微组织也由树枝晶向等轴晶转变,涂层硬度由312±21.7HV0.5增加至588±31.3HV0.5。在温度500℃和载荷200 N下的摩擦磨损试验中,Si含量为10%的涂层磨损率最低,高温耐磨性能最好,其磨损机理主要为黏着磨损和氧化磨损。通过优化Fe基合金中Si含量得到耐磨性能良好的涂层,可对该类涂层的开发、制备和应用提供一定的技术支持。     

车轮材料表面h-BN/CaF_2/Fe基激光熔覆涂层组织与磨损性能

激光熔覆铁基合金涂层的摩擦因数及磨损率均较高,h-BN和CaF_2作为固体添加剂已应用于激光熔覆处理,然而含h-BN和CaF_2的铁基熔覆涂层在列车车轮材料表面的磨损性能及最佳含量尚不清楚。因此,以不同比例的h-BN(0～2%)、CaF_2(2%～0)和Fe基合金(98%)粉末为熔覆材料,在列车车轮材料表面制备合金涂层,对激光熔覆车轮试样进行滚动摩擦磨损试验。结果表明:涂层微观组织主要由枝晶组织和共晶组织构成,硬度约800 HV_(0.3),表面存在残余压应力,其值为800～1 300MPa。加入h-BN粉末可将黏着系数降低至0.35～0.39,激光熔覆车轮试样表面以滚动接触疲劳损伤为主,裂纹在表面产生并在塑性变形层内扩展。随h-BN含量增加和CaF_2含量减小,微观组织尺寸、黏着系数、磨损率、滚动接触疲劳裂纹长度和深度均呈先减小后增加趋势。h-BN、CaF_2和Fe基合金质量比为1%:1%:98%时,涂层微观组织最致密、残余压应力最大、耐磨与抗疲劳性能最优。研究结果可为激光熔覆技术在列车车轮上的应用与优化提供理论与技术指导。     

超音速火焰喷涂Fe基合金涂层的抗汽蚀性能

采用超音速火焰(HVOF)喷涂在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备了200 pm厚的Fe基(含Cr、Ni等)合金涂层.采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、磁致伸缩汽蚀仪对涂层的组织、硬度和抗汽蚀性能进行了研究.结果表明,Fe基合金涂层组织均匀致密,孔隙率低,具有层状结构,涂层的平均硬度为993 HV0.1,是基体硬度的5.8倍;Fe基涂层抗汽蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,1Cr18Ni9Ti不锈钢汽蚀沿晶界和孪晶界破坏,而Fe基合金涂层汽蚀沿表面微小孔隙破坏,破坏由孔隙边缘向外扩展,损伤程度由汽蚀试样表面中心向外递减,最终不同损伤程度的汽蚀坑分布于表面.     

钨极氩弧熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层组织及耐磨性的研究

采用钨极氩弧熔覆技术,在Q235钢板表面熔覆添加不同含量B和Si的铁基复合粉末,制备具有原位合成颗粒增强相的铁基复合涂层。分析了B、Si添加量对涂层组织、物相、硬度和耐磨性的影响。结果表明,铁基复合涂层主要由黑色的α-(Fe,Cr)基体和白色的(Fe,Cr)_7C_3、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3B、Cr_3C_2及Cr FeB等原位生成硬质相组成。B元素含量的增加,原位生成的硼、碳化物等硬质相数量增加。涂层的硬度随着B、Si含量的增加呈先增加后降低的趋势,B、Si含量均为1%时达到峰值。涂层的磨损失重与硬度不完全对应,添加1.0%B、1.0%Si的涂层耐磨性最差,添加0.5%B、0.5%Si的涂层具有良好的耐磨性。