激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展

论述了激光制备陶瓷热障涂层的研究和发展状况 .激光制备陶瓷热障涂层包括激光重熔和激光熔覆两种方法 .激光重熔等离子喷涂热障涂层可获得等离子喷涂涂层所不具备的外延生长致密的柱状晶组织 ,提高涂层应变容限及热震性能 .激光熔覆可获得自动分层的梯度热障涂层成分及柱状晶组织 ,改善涂层的高温氧化及热震性能 .通过激光工艺参数的优化及涂层体系成分及性能的合理设计 ,可获得优于等离子喷涂 ,接近电子束物理气相沉积的热障涂层性能     

镍基合金激光熔覆层微观组织特征及强化机制研究

采用粘接预置法在Q235低碳钢表面预置了Ni60涂层,然后对其进行激光重熔处理,通过金相法和硬度测试分析涂层的组织特征与强化机制.结果表明,激光熔覆层组织组成物主要包括γ-Ni固溶体,碳化物,硼化物,硅化物+γ-固溶体的共晶体以及初晶合金渗碳体和共晶合金渗碳体等金属间化合物.在界面处形成了一条白亮带,在熔覆层底部,形成了胞状晶和胞状枝晶,在熔覆层中上部,形成了细小的等轴晶.通过固溶强化、弥散共晶强化、硬质相强化、细晶强化和位错强化5种强化机制,使熔覆层达到了表面强化的目的.     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层.利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能.研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成.与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降.其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主.     

45#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45^#钢表面硬度及耐磨性能，采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层，利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织，利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度，结果表明，激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成，激光熔敷层的硬度在HV800～900之间．     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

Nd:YAG激光熔覆固体润滑涂层组织及摩擦磨损特性研究

采用Nd:YAG激光器在45钢表面制备了镍基固体自润滑涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X线能谱(EDS)分析法对激光熔覆涂层中元素的变化趋势进行了分析,并对其组织及摩擦磨损特性进行了研究.结果表明,激光功率为380 W时,熔覆层组织细小致密;在熔覆过程中轻质元素的上浮和重质元素的下沉,以及基材的熔化稀释造成涂层中元素含量(质量分数)分布的起伏,基材中铁(Fe)元素向涂层中扩散,熔覆层与基体实现良好的冶金结合.摩擦磨损试验结果表明:在常温和400℃条件下,激光功率为380 W时制备的自润滑熔覆涂层的摩擦因数低于激光功率为350W时制备的熔覆涂层,其平均摩擦因数分别为0.45和0.48.     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层,利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能,研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成,与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降,其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主。     

超音速等离子-感应复合技术制备高铝铜合金涂层特性

为了探讨超音速等离子-感应重熔复合技术制备粗粉高铝铜合金材料涂层的能力以及所制备涂层的特点,采用超音速等喷涂预制涂层,采用高频感应加热对涂层重熔处理,研究了该复合技术制备涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.结果发现:粗粉高铝铜合金粉体超音速等离子喷涂层氧化严重,尤其在界面处聚集了大量的氧化物,使涂层和基体不能实现有效结合,涂层中较多的氧化和孔隙,隔离了层流片的熔结,并且涂层成分偏析严重.经过感应重熔后的涂层组织细小均匀,大量的氧化物排出,涂层和基体实现了冶金结合,同时感应加热使涂层成分分布更加均匀.研究结果表明超音速等离子-感应重熔复合技术具有制备高铝铜合金粗粉涂层的能力,在涂层与基体界面处能够形成宽度为10～15μm的冶金结合带.     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

Ti表面改性Al涂层及其抗氧化性能

为了提高钛材的抗高温氧化性能,利用电弧喷涂工艺方法在工业纯钛表面制备了纯Al涂层,对喷涂态纯Al涂层分别进行炉中加热及激光重熔改性处理,以得到具有一定抗高温氧化性能的Ti-Al金属间化合物涂层.对改性处理后的试件进行了800℃/60 h的氧化试验.结果表明,经750℃/5 h炉中加热改性处理后,钛基体表面可形成厚约300μm的TiAl_3金属间化合物层,而经激光重熔改性处理后,钛基体表面形成的TiAl_3金属间化合物层较薄.经高温氧化试验后,炉中加热改性Al涂层的微观组织形貌未发生明显变化,而激光重熔改性Al涂层的微观组织形貌变化较为明显.相比于激光重熔改性处理,经炉中加热改性处理后Al/Ti试件的抗高温氧化性能更佳.     

重熔处理对热喷涂稀土铝层性能的影响

选用石化设备常用材料20g为基体,使用电弧热喷涂技术在基体表面喷涂稀土铝合金层,并进行重熔处理。通过拉伸试验,在pH=9的Na2CO3溶液和pH=6的H2SO4溶液中的腐蚀试验研究涂层性能的变化。结果表明,重熔处理后稀土铝层与基体的结合强度提高了近73%,抗腐蚀性能也有显著提高。并分析了涂层结合强度和抗腐蚀性能提高的原因。     

感应熔涂工艺的研究

探讨了一种应用高效免喷涂材料的感应重熔工艺。采用金相分析和XRD等方法，对免喷涂材料中添加的活性剂做了定性和定量的试验研究，获得了过渡层和重熔层的组织形貌及X射线图谱。研究结果表明，活性剂（Hx1）对涂层组织无任何影响，但加入活性剂的质量分数会影响涂层材料开始熔化时间。活性剂的质量分数的理想值为3％。     

Effect of laser remelting on the microstructure and corrosion resistance of plasma sprayed Fe-based coating

Fe-based amorphous and nanocrystalline coatings were fabricated by air plasma spraying. The coatings were further treated by laser remelting process to improve their microstructure and properties. The corrosion resistance of the as-sprayed and laser-remelted coatings in 3.5wt% NaCl and 1 mol/L HCl solutions was evaluated by electrochemical polarization analysis. It was found that laser-remelted coating appeared much denser than the as-sprayed coating. However, laser-remelted coating contains much more nanocrystalline grains than the as-sprayed coatings, resulting from the lower cooling rate in laser remelting process compared with plasma spraying process. Electrochemical polarization results indicated that the laser-remelted coating has great corrosion resistance than the as-sprayed coating because of its dense structure.     

SnS纳米及微米晶的制备及结构表征

用溶剂热法制备了SnS带状纳米晶和管状微米晶,通过XRD、SEM、TEM等方法对所制备的SnS纳米及微米晶的结构、形貌及组成进行了表征。结果表明,采用Na2S为硫源,乙二醇作溶剂,可制得宽度50~300 nm,长度1~1.5μm的单一晶型的SnS纳米带;采用硫脲为硫源,乙二胺作溶剂,聚丙烯酰胺作分散剂,可制得孔径为0.4~0.8μm,长度达十几微米的管状SnS微米晶。     

The Structural Evolutions of ZL109 Alloy and 7050 Alloy in the Semisolid Squeeze Casting Process

The structure evolutions of ZL109 alloy and 7050 alloy were studied in the processes of preparing raw billets by low super heat casting, remelting the raw billets, semisolid forming and heat treating components. The thin and symmetrical structure was obtained by using low super heat casting process. The eutectic that lied in the raw billet of ZL109 alloy remelted and produced liquid phase in the process of remelting, but to the 7050 alloy, the eutectic of intergranular and the pointedness of grains was reme...     

电渣重熔宏微观多尺度数值研究进展

电渣重熔过程伴随着电磁、流动、传质和传热等一系列复杂的宏观传输现象,同时伴随金属熔体形核和生长等一系列微观现象,宏微观现象之间彼此相互影响、相互制约,决定着最终重熔铸锭质量。在过去几十年里,研究者已经建立了电磁场、流场、温度场和溶质场宏观传输数学模型,揭示了电渣重熔体系内电流强度、磁感强度、焦耳热、电磁力、温度和溶质元素分布,以及渣金两相流动。最近,研究者建立了电渣重熔铸锭凝固微观组织数学模型,揭示了电渣重熔过程铸锭凝固组织演变规律和金属熔池形貌,以及重熔工艺对铸锭凝固组织的影响规律。然而,要全面揭示电渣重熔过程复杂的宏微观传输现象,还需要在电渣重熔过程熔渣内带电离子迁徙行为、电化学反应、枝晶间溶质扩散与流动、铸锭凝固收缩等方面进一步深入研究。     

激光重熔对氧化铝涂层的组织结构及性能的影响

用ＲＳ—１７００ＳＭ型轴流式ＣＯ２激光器对Ａｌ２Ｏ３涂层进行了重熔，降低了原始涂层中的孔隙，消除了涂层的层状结构，得到了致密均匀的涂层，使重熔层的显微硬度明显提高．高温氧化试验表明：激光表面重熔提高了Ａｌ２Ｏ３涂层的抗高温氧化性     

900℃加热后热喷涂FeCrAl/AlSi复合涂层组织变化

为开发一种经济可靠的高温防护涂层,采用电弧喷涂方法在低碳钢表面制备FeCrAl/AlSi复合涂层,并对复合涂层试件进行900℃温度下的2400h加热,以考察其高温氧化表现和微观组织变化.实验结果表明：复合涂层中抗氧化元素的相互配合很好地保护了基体金属.900℃加热3h,防护涂层表面以及内部的氧化物以Al2O3为主,涂层/基体界面两侧形成Cr元素的扩散带.经过2400h加热后,复合涂层外表面氧化物层增厚,涂层/基体界面原位生成铬的氧化物,界面基体金属一侧存在约200μm宽的Cr元素扩散带.     

Preparation of Ni60-Cr3C2 coating by plasma spraying, plasma re-melting and plasma spray welding on W6Mo5Cr4V2

In order to prepare heat-resistant inner layer of hot-forging die,plasma spraying,plasma re-melting and plasma spray welding were adopted.Cr₃C₂ coatings of Ni-Based were prepared respectively with 10%,20% and 30% Cr₃C₂ powder and W6Mo5Cr4V2 substrate.The coating microstructure analysis,the micro-hardness test,and the measurement of thermal parameters of coating were conducted.The experimental results show that the coating has the better thermo-physical property by using plasma spray welding method with the powder ratio of 90% Ni60 and 10% Cr₃C₂,and by this way the micro-hardness of coating can achieve 1100 HV.