激光重熔及时效处理对Ni基合金火焰喷焊层组织与性能的影响

本文利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）,研究了Ni基合金火焰喷焊层经激光重熔及不同温度时效处理后的金相组织,并进行了显微硬度和耐磨性的测定。试验结果表明,原始喷焊层主要由γ-（Fe,Ni）固溶体和Cr7C3、CrB、Cr5B3、Cr3C2、Fe3B等硬质相组成,经激光重熔后,喷焊层组织为细小的树枝晶及枝晶间分布的共晶组织,使得表面硬度和耐磨性得到很大提高;重熔喷焊层随后经不同温度时效处理后,其组织中不但二次枝晶出现断开现象,硬质相组成发生了改变,而且表面硬度和耐磨性得到进一步的提高。相比较而言,重熔喷焊层经600℃时效处理6h后,表面硬度和耐磨性最好。     

Co基合金堆焊层激光重熔表面改性研究

采用两种不同扫描速度时Q345钢表面Co基合金堆焊层进行激光重熔，并对其进行了硬度，显微组织，X射线衍射分析和耐磨性，耐热疲劳性试验。结果表明，堆焊层经表面激光重熔后组织明显细化，并随着激光扫描速度的提高，重熔堆焊组织不仅更加细小，均匀致密，而且硬度更高，耐磨性，耐热疲劳性均得到进一步改善。     

激光重熔Co基合金堆焊层的组织和性能

采用SMAW堆焊方法在Q345钢基体上堆焊Co基合金层，并对其进行表面激光重熔。研究两种不同激光重熔扫描速度对堆焊层组织和显微硬度的影响。结果表明，堆焊层表面经激光重熔后组织明显细化，并随着激光扫描速度的降低，硬度有所升高；结合不同处理状态，比较了合金堆焊层的耐磨性。     

激光重熔及回火对Ni基合金火焰喷焊层组织和性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射物相分析以及显微硬度测定的方式,分析比较了原始喷焊层和激光重熔喷焊层以及经400℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃和750℃分别进行1 h和3 h回火处理的Ni基合金喷焊层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:原始喷焊层的组织主要由γ-(Ni,Fe)和硬质相Cr23C6、Cr5B3、NiB、Fe3B、Ni3B、CrB、Fe2B等组成.经激光重熔的喷焊层与原始喷焊层相比,显微组织得到明显细化,而且硬度和耐磨性都有较大提高.激光重熔喷焊层再经600℃×3h回火后硬度值达到最大,耐磨性最好.     

不同激光功率对Co基合金堆焊重熔层组织和性能的影响

研究了同一扫描速度（2mm/s）下，3种不同激光功率（1.5kW、2.0kW、2.5kW）对Co基合金堆焊层熔深、枝晶尺寸以及显微硬度和耐磨性的影响。试验结果表明，堆焊层经激光重熔后，组织较原始堆焊层明显细化，硬度明显提高。随着激光功率的加大，堆焊重熔层的熔深、枝晶尺寸均随之增大，表面硬度有所下降。但耐磨性并不随表面硬度下降而降低。硬度与耐磨性没有简单的对应关系。     

激光重熔Fe基合金火焰喷焊层的组织和性能研究

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段,研究了激光工艺参数以及回火温度对重熔的Fe基合金火焰喷焊层组织和性能的影响。试验结果表明,经激光重熔后,火烟喷焊层的组织明显细化。重熔喷焊层回火态的组织主要由α-Fe及Cr23C6、Cr7C3、CrB、Fe3B、Fe2B、FeB等强化相组成,重熔喷焊层的硬度明显高于原火焰喷焊层。在激光功率相同的条件下,经高速扫描的重熔喷焊层硬度高于经低速扫描的,然而两者经不同温度回火,都是在650℃×3h回火后的硬度达到最高值。在耐磨性方面,重熔喷焊层好于原火焰喷焊层,经高速扫描的重熔喷焊层好于经低速扫描的,回火态的优于未经回火的。     

激光扫描速度对Co基合金堆焊重熔层组织和硬度的影响

研究了激光功率为2.5kW时,三种不同扫描速度(2mm.s-1、4mm.s-1、8mm.s-1)对重熔的Co基合金堆焊层熔宽、熔深、搭接宽度、枝晶尺寸以及显微硬度分布的影响。试验结果表明,堆焊层经激光重熔后,随着扫描速度的提高,重熔层熔宽和熔深、搭接宽度、枝晶尺寸均随之减小,组织较原始堆焊层明显细化,硬度明显提高。然而,当扫描速度为8mm.s-1时,搭接宽度为零,出现未重熔塔接部分,使得堆焊重熔层表面硬度出现较大波动。     

激光重熔镍基合金复合涂层组织和性能

研究了激光重熔Ni60 20% WC喷涂层的组织和性能,通过对涂层显微组织、硬度、耐磨性等试验的结果分析表明:火焰喷涂后的Ni基WC喷涂层经激光重熔处理后,涂层中有新的硬质相和共晶组织形成,WC均匀地分布在涂层中.涂层中除了包含γ固溶体外,还有WC,W2C,Ni3B,CrB,Cr7C3,Cr23C6,Cr2B,(Fe,Ni)23C6等硬质相和化合物.这些化合物有效地改善了涂层的组织和性能,得到了硬度和耐磨性较好的喷涂层.涂层表面的硬度值可以达到HRC60,涂层截面的显微硬度可以达到800 HV.     

激光重熔Co基合金堆焊层的组织和耐热疲劳性的研究

利用金相显微镜、扫描电镜与X射线衍射仪等分析手段,对经不同激光工艺参数重熔的Co基合金堆焊层进行了组织结构分析和耐热疲劳性试验的研究.试验结果表明:经焊条电弧焊(SMAW)获得的堆焊层经激光重熔后,组织变得细小、均匀和致密,主要由大量细小初生枝晶固溶体γ-Co与其间的共晶组织γ-Co Cr23C6组成.不同激光工艺参数处理的重熔堆焊层的耐热疲劳性均比原始堆焊层好.重熔堆焊层在700 ℃时的耐热疲劳性要好于900 ℃时的耐热疲劳性.综合比较结果,激光功率为2.5 kW,扫描速度为4 mm/s获得的重熔堆焊层,在700 ℃时的耐热疲劳性最好.     

激光表面处理CuCr50合金的显微组织及性能

目的：细化CuCr50合金的Cr相组织,提高组织均匀性。方法采用Nd：YAG脉冲激光器对CuCr50合金进行表面处理,并对激光处理后合金的显微组织（表面组织和截面组织）、导电性能、显微硬度、耐磨性等进行测试与分析。结果工艺优化后得到的实验参数为：激光功率500 W,峰值5.0 kW,扫描速度4 mm/s,激光频率6 Hz,激光脉宽5 ms,离焦量为+4 mm。在优化的工艺条件下,CuCr50合金经激光表面处理后,形成了致密的重熔层,Cr相的晶粒得到明显细化,合金的组织均匀性提高,表面孔洞减少。合金重熔层中的相组成未发生变化,合金的导电性略微降低,但仍保持了CuCr50合金优良的导电性能。重熔层显微硬度（425~540HV）明显提高,最高硬度为540HV,是基体显微硬度（约240HV）的2.25倍。重熔层的摩擦系数（0.3）远低于原始CuCr50合金（0.45）,重熔层的损失质量（0.15 mg）远小于原始CuCr50合金的损失质量（0.6 mg）,合金的耐磨性有明显的提高。结论 CuCr50合金在优化的工艺参数条件下进行激光表面处理,能够细化Cr相组织和提高整个合金的组织均匀性,提高合金的显微硬度与耐磨性能。     

等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能的影响

目的改善镍基合金涂层的摩擦学性能。方法分别采用感应重熔工艺及感应重熔-等温淬火一体化工艺,在GCr15钢基体表面制备了两种镍基合金涂层,并通过销盘摩擦磨损试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试对其摩擦磨损性能、微观组织、表面硬度进行了对比研究,探讨了等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能、微观组织、表面硬度的影响,揭示了其增强机理。结果经等温淬火后的重熔涂层比感应重熔涂层具有更低的摩擦系数和磨损失重,摩擦稳定阶段的摩擦系数为0.301,比后者低23.8%,相对耐磨性是后者的1.71倍。感应重熔涂层同时存在着磨粒磨损和粘着磨损两种机制,而经等温淬火后的重熔涂层以磨粒磨损为主,比前者具有更优异的抵抗磨粒磨损和粘着磨损的能力。感应重熔涂层及经等温淬火处理后的重熔涂层平均显微硬度分别为818.0、873.6HV(0.5),硬度极差分别为170.9、132.6HV(0.5),形状参数分别为18.5057、22.6189,后者比前者具有更高的平均硬度值、更小的硬度极差以及更加稳定的涂层性能。经过微观组织分析发现,重熔涂层在经等温淬火处理后,其晶粒的细化、硬质相的相对均质弥散性、共晶相的减少、丰富的耐磨陶瓷相和快速凝固的定向晶粒结构的协同作用,是其具有优异的显微硬度Weibull分布特性,以及耐磨性得到进一步提高的根本原因。结论合适的等温淬火热处理工艺能够改善感应重熔镍基合金涂层的微观组织,从而有效减小其摩擦系数,并提高其耐磨性。     

感应重熔和激光重熔合成FeCrMnAlCu高熵合金涂层组织与性能

采用冷喷涂辅助感应重熔和冷喷涂辅助激光重熔2种方法分别在45#钢表面制备FeCrMnAlCu高熵合金涂层。对高熵合金涂层的相组成、显微组织、硬度、耐磨性能进行表征与检测,研究2种工艺对涂层耐磨性能的影响。结果表明：2种工艺合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层均由体心立方（bcc）和面心立方（fcc）相组成,涂层组织致密,元素分布均匀。涂层微观组织均为树枝晶+枝晶间组织,枝晶区主要由Mn、Cr和Fe元素构成,枝晶间主要为Cu,Al元素均匀地分布在枝晶和枝晶间。冷喷涂辅助感应重熔合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层中bcc晶格应变大于激光重熔合成的高熵合金涂层的晶格应变。冷喷涂辅助感应重熔合成FeCrMnAlCu高熵合金涂层的显微硬度是冷喷涂辅助激光重熔合成涂层硬度的1.2倍,是45#钢基体硬度的3.5倍。FeCrMnAlCu高熵合金涂层在摩擦过程中主要以磨粒磨损为主,采用冷喷涂辅助感应重熔合成的FeCrMnAlCu高熵合金涂层具有良好的耐磨性能,其磨损率比冷喷涂辅助激光重熔合成涂层的磨损率降低29%。     

稀土氧化物和激光熔敷对复合合金喷涂层耐磨性的影响

研究了稀土氧化物ＣｅＯ２和激光熔敷对不同成分ＮｉＣｒＢＳｉ－ＷＣ复合合金喷涂层的组织和摩擦损性能的影响，运用ＸＲＤ和ＥＤＳ技术，分析了激光熔敷复合合金覆层的成分分布特征和相组成，结果表明，稀土氧化物不但可以改善激光熔敷层的组织形态，而且可以显著提高了摩擦磨损状态下的耐磨性，并有一定的减摩效果。     

Microstructure and wear property of hardfacing alloy with nitrogen strengthening

The nitrogen-alloying hardfacing alloy of the martensitic stainless steel was deposited on a low carbon steel substrate using hardfacing flux-cored wire. Microstructure and surface hardness of hardfacing alloy were investigated and measured by optical microscope and microhardness tester. Carbonitrides of the hardfacing alloy were observed by electron probe. The wear behaviour of the hardfacing alloy was studied using the belt abrasion test apparatus and the worn surface was analyzed by scanning electron microscopy. The results showed that carbonitride particles in the hardfacing alloy are complex MX (M:alloy elements; X:C, N) precipitate with fine size. These carbonitride particles distributed homogeneously in the hardfacing alloy and had a good strengthening effect on the wear property. The wear property of the hardfacing alloy with nitrogen was better than the one without nitrogen.     

激光重熔等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层组织及高温磨损性能

为了提高等离子喷涂WC颗粒增强镍基涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和性能的影响．用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构、相组成和显微硬度,同时对涂层的高温摩擦磨损特性进行了考察．结果表明,激光重熔消除了等离子喷涂层的层片状结构、孔隙等缺陷,涂层致密度提高;另外在激光高能量密度作用下,WC颗粒部分熔化,并在周围析出枝晶结构．激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其磨损性能也显著高于原等离子喷涂层．     

Fe-Cr-C-B-Nb堆焊合金的显微组织和耐磨性

采用明弧自保护法制备Fe-Cr-C-B-Nb系耐磨堆焊合金,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段,分析堆焊层中的物相组成,探究熔池中硬质相析出顺序,研究B和Nb元素含量对其显微组织和耐磨性影响. 结果表明,制备的堆焊合金显微组织为马氏体+残余奥氏体+ M23(C,B)6+NbC,NbC先于M23(C,B)6生成. 当堆焊层中B元素含量为0.21%,Nb元素含量为1.44%时,可以使堆焊合金有较高的硬度和耐磨性. 洛氏硬度可达69 HRC±1.5 HRC,磨损量为0.037 6 g. 过量的B元素不利于NbC析出,而使Nb元素固溶强化硼化物和基体. 耐磨性试验结果表明,M23(C,B)6和NbC两种硬质相显著改善了Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金的耐磨性.