Fe-Cu激光熔覆涂层时效处理后的组织性能研究

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜以及滑动磨损实验机,研究了经时效处理后的Fe-Cu激光熔覆涂层的组织结构及耐磨性能。结果表明,Fe-Cu激光熔覆层组织由α-Fe(马氏体)和断续网状的M7C3和M23C6组成,在马氏体上分布着高密度的位错。熔覆层经550℃时效20 h和30 h后,从马氏体基体中析出富铬碳化物相,并且沿M7C3相由马氏体中析出弥散分布的ε-Cu颗粒,在ε-Cu颗粒附近分布有若干位错,对位错起钉扎作用。熔覆层在时效以后可获得较高的耐磨性能。     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

时效温度对17-4PH沉淀硬化不锈钢析出行为和硬化效果的影响

研究了17-4PH沉淀硬化不锈钢在(480~630)℃×4 h时效处理中的析出行为和硬化效果。结果表明,ε-Cu相析出使17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢硬化,硬化效果与Cu的析出和位错密度的变化密切相关。时效温度和基体组织对Cu析出行为有很大影响。时效温度越高,ε-Cu相颗粒的尺寸越大,形态由颗粒状最终变为短棒状。在位错密度低的区域,ε-Cu相颗粒的长大倾向要比位错密度高的区域大。     

激光熔覆Ni3Al/Cr3C2复合材料耐磨性能研究

采用激光熔覆技术在304不锈钢基板上制备了Ni_3Al合金和Ni_3Al/Cr_3C_2(25%,质量分数)复合材料耐磨涂层,分析了Ni_3Al合金和Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能。结果表明,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层显微组织由基体γ'-Ni_3Al相和原位自生M_7C_3(M=Cr,Fe)型碳化物组成,且细小M_7C_3弥散分布于γ'-Ni_3Al基体。与Ni_3Al合金熔覆层相比较,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层显微硬度提高了约4000 MPa。650℃时,Ni_3Al/Cr_3C_2熔覆层磨损量仅为对比材料蠕墨铸铁的28%左右,表明Ni_3Al/Cr_3C_2复合材料熔覆层具有良好的耐磨性能。     

CMT法30CrMnSi钢板表面熔敷CuSi3接头组织结构特征

利用CMT(cold metal transfer)技术在30CrMnSi钢板表面熔敷CuSi3;采用背散射、能谱分析及X射线衍射等方法对接头区显微组织及成分进行了研究.结果表明,CMT技术实现了熔敷层与基体的冶金结合,送丝速度为5.0 m/min,焊接速度为17.0 mm/s时,稀释率极低;界面区由Fe3Si化合物、α-Fe及ε-Cu组成.送丝速度较低时,界面结构为Fe3Si/α-Fe ε-Cu/α-Fe,熔敷区出现Fe2Si化合物;提高送丝速度,界面结构为Fe3Si α-Fe ε-Cu/α-Fe ε-Cu,Fe2Si化合物被Fe3Si化合物取代;进一步提高送丝速度,界面结构为α-Fe ε-Cu,弥散分布的球状富铁相聚合成长为星状及大块团状的α-Fe固溶体.送丝速度的变化对熔敷区组织具有显著影响.     

激光-感应复合熔覆Cu-Fe合金涂层的结构与性能

采用激光-感应复合熔覆方法,在黄铜基材表面制备Cu-Fe合金涂层,研究涂层的显微组织与性能特征。结果表明,当激光扫描速度为3000 mm/min、粉末流量为110 g/min时,在黄铜基材上获得表面较光滑、无气孔与裂纹的Cu-Fe合金涂层。另外,Cu-Fe合金在激光-感应复合熔覆过程中发生液相分离,在涂层底部,过饱和的金属基体α-Fe呈平面状与柱状枝晶生长;在涂层中上部,直径不等的球状颗粒α-Fe镶嵌在过饱和的金属基体ε-Cu内,许多细小的白色粒状物ε-Cu在球状颗粒α-Fe内均匀弥散析出,涂层的平均显微硬度相对于基材的提高约2.8倍。     

铜材表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/Cu-Cr3C2/Co梯度涂层

目的提高铜合金的表面硬度,改善其耐磨性能。方法利用激光表面合金化和激光熔覆工艺在铜合金表面制备出Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪,系统分析了合金化过渡层与熔覆层的物相构成及显微组织,通过硬度测试、摩擦磨损实验,对梯度涂层的显微硬度和耐磨性进行评估。结果合金化过渡层组织致密且具有单一柱状晶结构,主要由α-(Cu,Ni)固溶体、Ni_3Al和Ni Al构成。Cr_3C_2/Co复合熔覆层中分布着未熔Cr_3C_2颗粒,且以未熔Cr_3C_2颗粒为中心,四周有大量呈杆状(或针状)的M_(23)C_6和M_7C_3型碳化物,这种碳化物可以有效提高熔覆层的硬度。梯度涂层的显微硬度从基体的80HV逐渐增加到熔覆层的640HV,梯度涂层的摩擦磨损失重仅为铜合金基体的1/8。铜基体的磨损表面发生大规模破坏并形成大量磨屑,其磨损机制主要是粘着磨损;Cr_3C_2/Co喷涂层由于内部结合力较弱,出现了大量的疲劳磨损面,其磨损机制为表面疲劳磨损;而Ni/Cu-Cr_3C_2/Co梯度涂层的磨损表面比较平整,只存在轻微的"犁沟",其磨损机制为典型的磨粒磨损。结论梯度涂层由于Cr_3C_2、M_(23)C_6及M_7C_3相的存在,显微硬度和耐磨性能显著提高。同时,涂层的成分与性能均呈一定的梯度变化,改善了铜基体与涂层的相容性。     

激光熔覆修复报废锻压模具涂层组织及性能研究

采用自配的合金粉末,利用激光熔覆技术,对报废锻压模具进行了修复;利用OM、XRD、摩擦磨损机对熔覆层的组织结构及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:熔覆层与基材实现了良好的化学冶金结合,熔覆层基体相为α-Fe,基体相上分布有结晶析出的Fe_5C_2、Fe_2B、FeSi等相,还有一定量的非晶组织.熔覆层较基材有更好的耐磨损性能.     

热处理对等离子熔覆层析出物与残余应力的影响

研究了热处理对等离子熔覆单、多道熔覆层中相成分和残余应力的影响。结果表明,热处理后熔覆层共晶区域与晶粒内部析出(Cr,Fe)_mC_n,300℃热处理后析出以(Cr,Fe)_7C_3为主,高温(900℃)热处理后析出相(Cr,Fe)_7C_3转变为(Cr,Fe)_(23)C_6。熔覆层中残余应力以热应力为主,颗粒相(Cr,Fe)_mC_n的析出以及颗粒相(Cr,Fe)_mC_n由亚稳定相(Cr,Fe)_7C_3转化为稳定相(Cr,Fe)_(23)C_6,均能有效减少熔覆层中残余应力。多道熔覆层在热处理300℃后残余应力减少52.6%。     

感应熔覆铁基合金涂层的显微组织与性能

采用感应熔覆技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti基体上制备了Fe基合金涂层。利用带有能谱仪的场发射扫描电镜(FESEM)分析了熔覆层的显微组织形貌和元素组成,使用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用差热分析仪对合金粉末进行了热分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及干摩擦条件下的滑动磨损性能。结果表明,感应熔覆铁基合金涂层组织致密,内部和界面无孔隙,涂层与基体形成了良好的冶金结合;涂层主要由α-Fe、(Cr,Fe)_7C_3、Cr_7C_3、Ni_3Fe和Fe_3C等组成,且α-Fe中均匀分布颗粒细小的(Cr,Fe)_7C_3、Cr_7C_3析出相;涂层显微硬度约为250HV_(0.1);在不同载荷下,感应熔覆Fe基合金涂层的耐磨损性能均优于1Cr18Ni9Ti基体,涂层磨损机理为典型的层状剥落和粘着磨损。     

时效温度对Super304H钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜研究了新型奥氏体耐热钢Super304H在高温时效条件下析出相的变化.结果表明,Super304H钢经700～1250℃时效后,组织中出现4种析出相:Nb(C,N)、富Cu相、M_(23)C_6和NbCrN.随时效温度的不同,析出相发生析出或溶解的变化,同时它们的形态、分布和数量随温度变化呈现出不同的变化规律,其中M23C6在700～900℃主要沿晶界析出,这将会降低钢的高温蠕变强度及抗晶间腐蚀性能.     

激光熔覆Fe-W合金涂层的组织及性能

以纯钨粉末为熔覆材料,采用同轴送粉激光熔覆技术,在Q235A钢表面制备了Fe-W合金耐磨涂层.利用X射线衍射（XRD）、光学显微镜、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）对熔覆层的显微组织进行了分析,用显微硬度计和摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度和耐磨性进行了测试.结果表明,熔覆层与基底冶金结合,无明显裂纹或气孔,涂层内部由致密的粗大树枝状和短棒状Fe7W6增强相以及弥散分布的细小颗粒状Fe2W相组成,其均匀分布在α-Fe固溶体中.熔覆层平均硬度700 HV,为基材Q235A钢的3.5倍,同时耐磨性能也得到了显著提高.     

SiC陶瓷表面高温耐碱腐蚀Ca_(0.6)Mg_(0.4)Zr_4(PO_4)_6涂层的制备

采用浆料浸渍涂覆法在SiC陶瓷表面制备Ca_0.6Mg_0.4Zr_4(PO_4)_6(C_0.6M_0.4ZP)涂层,以改善其高温耐碱腐蚀性能.通过在C0.6M0.4ZP溶胶中加入平均粒径为40 nm的C_0.6M_0.4ZP粉体和聚乙烯醇(PVA),制备高固含量的稳定胶态悬浮浆料,并在SiC陶瓷上制备C_0.6M_0.4ZP涂层.浆料固含量为40% (质量分数, 下同)、pH=6、PVA加入量为6%时,在1400 ℃保温3 h烧成后可获得致密的C_0.6M_0.4ZP涂层,一次涂覆涂层厚度可达200 μm,且涂层与SiC陶瓷基体结合良好.经1000 ℃,96 h碱腐蚀后,涂层试样没有明显的质量损失,而未涂覆试样质量损失达到20.1%;涂层试样的强度衰减5.7%,远低于未涂覆试样的40.5%.     

Microstructure and dry sliding wear behavior of Fe2TiSi /γ-Fe/Ti5Si3 composite coating fabricated by plasma transferred arc cladding process

Wear resistant Fe₂TiSi reinforced composite coating with a microstructure consisting of fine Fe₂TiSi primary dendrites uniformly distributed in the super fine γ-Fe/Ti₅Si₃ eutectic matrix was in situ fabricated on a substrate of 0.20%C plain low carbon steel substrate by the plasma transferred arc (PTA) cladding process using Fe-Ti-Si-Cr powders blend as the precursor material. Microstructure of the coating was characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray energy dispersive spectrometer (EDS). Microhardness along the depth direction of the PTA clad Fe₂TiSi/γ-Fe/Ti₅Si₃ multi-phase composite coating was measured. Room temperature dry sliding wear resistance of the coating was tested. Results showed that the PTA clad Fe₂TiSi/γ-Fe/Ti₅Si₃ composite coating had high and almost uniform hardness distribution along the depth direction of the coating. Under dry sliding wear conditions at an ambient temperature, the PTA clad Fe₂TiSi/γ-Fe/Ti₅Si₃ composite coating exhibited excellent abrasive and adhesive wear resistance.     

固溶时效对等离子堆焊WCp/18Ni300钢复合涂层组织与性能的影响

采用等离子堆焊技术在Cr5钢表面制备WC增强18Ni300钢复合涂层. 研究添加质量分数为25%和35%的球形WC对堆焊层组织与性能的影响,分析固溶(900 ℃ × 1 h)和时效(490 ℃ × 5 h)处理前后堆焊层的显微组织/相变过程/显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,在马氏体时效钢粉末中添加WC颗粒影响堆焊层组织和马氏体相变. WC/MS300复合堆焊涂层的显微组织主要以奥氏体为主. 经固溶时效热处理后,基体试样硬度和摩擦磨损性能下降,而WC/MS300试样中γ-F转变为α-Fe,硬度和耐磨性显著改善,添加35%WC试样耐磨性能最佳. 由WC的微观结构演变表明,固溶时效后WC颗粒周围形成厚的扩散层,显著改善了界面结合.     

MICROSTRUCTURE OF LASER MELTED-RESOLIDIFIED LAYER ON HIGH SPEED TOOL STEEL

The laser melted-resolidified processing on W18Cr4V high speed tool steel has been made us-ing a 1 kW CO_2 continuous wave laser device.The microstructure of the laser melted-resolidified layer has been examined by optical microscopy and transmission electronmicroscopy(TEM).It was characteristic of extremely fine dendrite in the laser melted-resolidified layer and δ-ferrite in bulk form in the center of dendrite.The predominant twinmartensite and a little dislocation martensite existed in the dendrite.The thin plate-likeM_(213)C_6 carbide precipitated coherently on the twin martensites along their twin plane.Therewere both austenite rich in W,V and Cr and M_6C carbide in the interdendritic regions.     

Effect of matrix microstructure on precipitation of Laves phase in Fe–10Cr–1.4W(–Co) alloys

Ferritic heat-resistant steels involving intermetallic Laves phase have drawn a growing interest for the enhancement of creep strength, while the brittleness of Laves phase may lower the toughness of the alloy. We believe it is possible to modify the morphology of Laves phase precipitates by controlling the α-Fe matrix microstructure. In order to make clear the influence of matrix microstructures on age-hardening, the precipitation behavior of Laves phase was investigated by transmission electron microscopy (TEM). The matrix of the Fe–10Cr–1.4W–4.5Co (at%) alloy is controlled by heat treatments so as to provide three types of microstructures; ferrite, ferrite+martensite, and martensite. Alloys with ferrite and ferrite+martensite matrices show age-hardening behavior comprised of two hardness peaks. At around the first hardness peak, it is revealed by TEM observation that fine particles precipitate coherently within the ferrite matrix. In the martensite matrix, most of R-phase and Laves phase precipitates exist on laths and dislocations.     

固溶时效处理对TC6合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、维氏硬度以及力学性能测试等方法,研究了固溶时效处理对TC6合金显微组织、相结构以及力学性能的影响。结果表明：TC6合金经过900 ℃固溶处理后,合金由片层α相、针状马氏体α′相以及β相组成;而经过1000 ℃固溶处理后,合金主要由针状α′马氏体相和β相组成。对不同固溶温度下的合金样品进行时效处理,针状α′马氏体相完全分解为α相和β相。并且随着时效温度升高,β相的相对含量逐渐增大。通过对比,TC6合金经过900 ℃固溶后在500 ℃下进行时效处理后综合力学性能达到最佳,此时的抗压强度和屈服强度为2000 MPa、1061 MPa,硬度值为499 HV0.2。     

长期时效对GH4586B合金组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750℃下长期时效1500 h过程中的组织变化及其对750℃高温拉伸性能的影响。利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织和高温拉伸断口进行了观察分析。结果表明:GH4586B合金在时效过程中晶界和晶内均有碳化物析出,晶界析出碳化物的形貌呈弥散的颗粒状,并随时效时间的延长有逐步转变为连续链状的趋势,同时合金内未见有害拓扑密堆(TCP)相析出;合金在750℃高温下拉伸,随着时效时间的延长合金的强度和塑性在500 h时表现为峰值,且随着时效时间的延长略有降低,这与晶界析出碳化物的形貌、分布、数量直接相关;通过750℃高温拉伸断口的形貌分析,合金断裂均具有塑性断裂特征。