ZL101铝合金表面激光熔覆Fe-Al金属间化合物涂层

以纯Fe粉和纯Al粉为熔覆材料,在ZL101基体表面采用激光熔覆工艺制备了3种不同成分的Fe-Al化合物涂层.利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计,对熔覆合金层以及熔覆层与铝合金基体的结合界面区的组织结构和显微硬度进行了分析.实验结果表明,激光熔覆涂层主要由FeAl与Fe3Al相构成,涂层与基体呈锯齿状结合.3种涂层(Fe-Al,2Fe-Al和3Fe-Al)均有较高的显微硬度,分别为744 HV,603 HV和795 HV.     

锰青铜表面激光熔覆镍基合金的微观组织

用Rofin-Sinar CW025 YAG激光设备,采用同步送粉的方式进行自熔性Ni-Cr-B-Si合金粉末的激光熔覆,获得了无气孔和裂纹缺陷的熔覆层.借助扫描电子显微镜(SEM,LEO 1450)、能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)对激光熔覆层进行组织、成分及物相分析.研究结果表明,激光熔覆层与C86300铜合金基体实现了良好的冶金结合,激光熔覆层组织主要是γNi,Cr7C3,Ni2B,Ni3B以及少量CrB2和Cr3Si,并且实现了主要元素(Cr,Fe,Ni,Cu和Zn)从基体到熔覆层的梯度分布.     

激光熔覆镍基金属陶瓷涂层的组织性能研究

运用 5kWCO2 连续激光器在 16Mn钢表面激光熔覆镍基B4 C金属陶瓷层 (NB4 C)和镍基SiC金属陶瓷层(NSiC) ,研究了两种激光熔覆层的组织、结构、显微硬度及滑动磨损特性 ,并用激光熔覆镍基合金层 (Ni6 0 )进行了滑动磨损对比试验。结果表明 ,熔覆合金层显微组织由枝晶固溶体及其间细密的共晶组织组成 ,NB4 C熔覆层主要组成相为γ Ni,γ (Ni,Fe) ,(Cr,Fe) 7C3,CrB ,Ni3B ,Fe2 B ,Fe2 3(C ,B) 6 和B4 C等 ,NSiC熔覆层主要组成相为γ Ni,γ (Fe,Ni) ,(Cr,Fe) 7C3,Cr2 3C6 和 (Cr ,Si) 3Ni3Si等。三种激光熔覆层的显微硬度及耐滑动磨损性能由高到低的顺序为 :NB4 C→NSiC→Ni6 0。     

激光熔覆镍基涂层的组织与磨损特性

利用大功率激光在1Cr18Ni9Ti表面熔覆NiCrBSi涂层,采用SEM、EDS和MM2000磨损试验机研究了不同激光功率下熔覆层的显微组织、成分及磨损特性.结果表明,熔覆层由熔覆区和结合区两部分组成,熔覆区主要有γ-(Ni,Fe)、CrB等多种相结构,呈现出树枝晶、不规则颗粒状、针状及共晶形式等多种形貌.结合区为细小柱状晶,激光功率增大,稀释率增大.熔覆层的磨损为磨粒磨损和粘着磨损共同作用的结果,磨损率分布在(2.2～2.6)×10-5 mm3/m.N之间,平均摩擦系数为0.52.激光功率增加,耐磨性下降.EDS分析表明主要元素Ni、Fe、Cr、Si在熔覆层中均匀分布.高功率激光熔覆层中,Fe含量所占比重明显增加.     

H13钢表面激光选区熔覆Ni-Al金属间化合物涂层的组织与性能

通过控制Ni 基自熔性合金粉末中Al 的含量,在H13 热作模具钢表面分别原位制备了Ni3Al和NiAl 金属间化合物复合熔覆涂层。借助光学显微镜和X 射线衍射仪对不同熔覆涂层的化学组成和物相结构进行了分析。结果表明,四种不同Al 含量的熔覆层均显现出平整致密、无明显缺陷的宏观特征。随着Al 含量的增加,熔覆层显微形貌呈现出底部枝晶区域增加及枝晶逐渐粗化,甚至出现胞状晶的现象。熔覆层在未加入Al 时,其主要物相为Ni3Fe 及（Ni, Cr）固溶体。随着Al 含量的增加,主要物相则由最初的Ni3Al 金属间化合物、（Ni, Cr）固溶体到Ni3Al、NiAl 金属间化合物和（Fe,Cr）固溶体,再到最终Al 含量达到13.9%时的NiAl 金属间化合物和（Fe,Cr）固溶体。同时,Al 含量的提高使得涂层中杂质相减少。熔覆层摩擦系数均低于基体,最高显微硬度为基体的3.5 倍,耐磨性较基体提高了5.8 倍。     

激光熔覆Ni基WC/Cr_3C_2涂层显微组织和耐蚀性研究

利用大功率CO2激光器在45钢表面激光熔覆制备Ni基WC/Cr3C2涂层。使用电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和M352电化学测试系统对熔覆层成分、物相组成、显微组织和耐蚀性进行研究。结果表明,Ni基WC/Cr3C2熔覆层表面光亮无裂纹,润湿性和脱渣性良好。熔覆层主要由Cr2Ni3、γ-(Fe,Ni)、Ni17W3、Fe0.64Ni0.36、WC、Cr7C3和CrSi2等物相组成。熔覆层底部为发达的树枝晶,树枝晶和枝晶间都含有大量的Fe元素;中部为γ-(Fe,Ni)基体上分布着大量长条状碳化物Cr7C3以及少量零散分布的菊花状硅化物CrSi2等强化相;顶部组织与中部相似,但晶粒更加细小致密。Ni基WC/Cr3C2熔覆层自腐蚀电位为-395.9 mV,自腐蚀电流密度为2.75μA/cm2,耐蚀性较Ni基WC涂层明显提高。     

高硬度铁基熔覆层组织、成分及耐蚀性

通过在45#钢表面激光熔覆SDFe55合金粉末,制备高硬度(850HV0.2)铁基涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)以及腐蚀实验设备研究激光熔覆层组织、成分及耐蚀性。结果表明,激光熔覆铁基涂层成型性良好,无裂纹、气孔等缺陷,熔覆层与基体呈冶金结合,由γ(Fe,Ni)和M23C6型碳化物组成。由于大量奥氏体组织、致密细小的枝晶的生成以及碳化物的弥散分布,使激光熔覆层的耐蚀性较45#钢提高。此外,熔覆层晶界处Fe元素含量略低,Cr、Mo元素在晶界处含量略高于晶内,Ni元素在整个熔覆层中均匀分布,合金元素成分分布相对均匀对熔覆层的韧性和耐蚀性起到积极作用。     

激光熔覆修复机车连杆裂纹研究

采用激光熔覆技术,对机车连杆大头定位齿的裂纹修复进行了试验研究。结果表明,选取G115合金粉末作为敷料,在适当的工艺条件下,修复部位具有良好的塑性、韧性和较高的强度和硬度,与基体形成了良好的冶金结合,完全达到了工件再使用的技术要求。对机车连杆的裂纹进行激光熔覆修复是可行的。修复部位熔覆层组织是典型的亚共晶组织先共晶枝干构成组织的骨架,其成分是γ—Ni固溶体,Cr、Fe和Si原子固溶其中;枝晶间组织为细小碳化物、硼化物和γ-Ni固溶体的共晶组织。     

TC2钛合金表面激光熔覆修复工艺研究

对激光熔覆修复表面带铬层的TC2钛合金构件进行了研究.结果表明,熔覆修复层的显微组织从界面往上依次由平面晶、细晶层和中部细小的树枝晶构成,主要元素Ni和Cr在截面内均匀分布,原有Cr层与熔覆层内的Cr元素呈连续状,构件修复区以外的铬层与基体的结合未受激光熔覆的影响.熔覆层具有较高的平均硬度,其中双层熔覆的修复层具有较小的过渡区,其参数组合是比较适宜的.     

45#钢激光熔覆铁基合金组织及磨损性研究

利用CO2激光器在45#钢基体上熔覆Fe基合金,通过改变激光的扫描速度,分析了激光熔覆层的微观组织,测试了其显微硬度及磨损性能.结果表明,激光熔覆区为细小的树枝晶,组织均匀致密,随着扫描速度的增加,熔覆层的宽度呈下降趋势,熔覆层显微硬度是基体3.5倍.随着扫描速度的增加,熔覆层中颗粒相和合金元素的偏析减少,使硬度有所降低.     

激光合金化Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC涂层的磨蚀性能研究

为了提高不锈钢桨叶的表面耐磨蚀性能,采用激光合金化技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了Mn-Al2O3和Mn-Al2O3-NiWC合金化层,原位获得均由枝晶、共晶和未熔氧化铝颗粒组成的高锰钢基复合耐磨蚀涂层,并通过正交试验研究了两种合金化层的显微组织和耐磨蚀性能。结果表明,所有的正交参量下激光合金化Mn-Al2O3均可提高不锈钢的耐磨性,但耐蚀性有的提高,有的降低;参量因素对合金化层耐磨性的影响顺序为Al2O3添加量、扫描速率、激光功率,对耐蚀性的影响次序则恰恰相反;Al2O3添加量决定了Mn-Al2O3复合涂层中硬质相的含量,从而决定了涂层硬度和耐磨性;两种合金化层表面均发生晶界腐蚀、晶粒内和晶界处的点蚀,其耐蚀性与其多种组织、物相及各自的化学成分和耐蚀性及组织均匀性相关。     

激光熔覆MoSi2涂层的研究

本文用高能激光束熔覆MoSi_2粉末在45钢基体上制备了耐高温结构用涂层,用XRD、SEM、EDAX和显微硬度仪分别对熔覆层的组织结构和硬度进行了研究。试验结果表明,由于基体的稀释作用,涂层的相组成为FeMoSi、Fe_2Si和少量的Mo_5Si_3。涂层组织呈现典型的细小枝晶组织特征,枝晶为FeMosi领先相,枝晶间为FeMoSi和Fe_2Si两相共晶,组织中无孔隙和裂纹等缺陷存在。Mo,Si,Fe线扫描成分分布在涂层-基体界面处均缓慢过渡,基体与涂层发生互扩散,为冶金结合。涂层硬度可达HV_(0.5)845,基体硬度为180,涂层硬度比基体提高3.7倍。     

包裹A1_2O_3对BaTiO_3基陶瓷性能的影响

采用固相法制备掺杂有稀土元素Nd和Y的BaTiO3基陶瓷粉体,在该粉体表面包裹A12O3。研究了包裹A12O3对BaTiO3基陶瓷的微观结构、微观形貌、介电性能、击穿电压和介电非线性的影响。结果表明:包裹A12O3后,BaTiO3基陶瓷的相对介电常数达到4000,绝缘电阻率达到1011?.cm,耐压提高到20×103V/mm,介电非线性得到改善,有望在储能领域中得到应用。     

两种确定热控涂层性能退化模型参数的组合优化算法

针对航天器热控涂层性能退化预测问题,提出了自适应模拟退火回火算法和自适应综合遗传算法。利用美国Tenflon型涂层材料短时间地面模拟实验数据对上述两种算法进行了模型参数求解。并将所得预测曲线与美国9年时间跨度的Teflon型涂层材料地面模拟实验数据进行比较,比较结果表明了模拟退火回火算法以及自适应综合遗传算法对解决航天器热控涂层性能退化预测问题是可行的和有效的。     

Microstructures of galvannealing coats plated on an iron substrate deformed by indentation

Two different galvannealed (GA) steels with different formability performances were deformed at room temperature with a micro-Vickers indenter. Cross-sectional specimens for transmission electron microscopy were prepared from the indented areas using a focused ion beam technique. Direct evidence of plastic deformation of the GA coats was obtained. Cracks were observed to nucleate at triple points of two neighbouring Gamma and substrate Fe. The GA coat with better formability has finer grains than the GA coat, with worse formability.     

激光熔覆与堆焊层成分稀释度的对比研究

测定了用激光熔覆，等离子堆（喷）焊，火焰堆焊三种方式在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ基体上熔焊钴合金强化层时，其熔层基体成分稀释的稀释率。结果表明：激光熔层的稀释率最小。在保证与基体良好冶金结合的条件下，激光熔层还具有组织细密、晶粒高度的特点，其熔层硬度、抗蚀、抗磨抗磨性能均大大高于等离子喷焊和火焰堆焊层。     

激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5复合涂层组织结构

在Ti基体上激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金粉末,得到含非晶、纳米晶复合涂层。涂层由金属间化合物和非晶、纳米晶构成。涂层按组织形貌分为3层:表面枝晶区、中部细晶区和结合区枝晶区。金属间化合物为Al2Zr3,CuZr2和Zr2Ni,纳米晶为简单四方Al2Zr3相,晶格常数为:a=b=76.18nm,c=69.85nm。     

超音速喷涂界面的微结构与界面结合强度

超音速火焰喷涂界面结构强度因喷涂材料和衬底材料的变化而异，本文通过对几种不同材料的ＨＶＯＦ喷涂界面微结构的研究揭示了影响喷涂界面结构强度的微观结构本质 。     

纳米CeO2对激光熔覆Ni基合金层组织与性能的影响

为了研究纳米CeO2颗粒对激光熔覆层的组织和性能的影响,在Q235钢基体上制备了加入不同量纳米CeO2的Ni基合金熔覆层,利用OLMPUS PME-3型光学显微镜,XD-3A型X射线衍射仪,HV-1000型显微硬度计,MM-200型环-块磨损试验机和扫描电镜等对激光熔覆层显微组织、相结构、显微硬度、磨损性能和磨损机理进行了研究。结果表明,在激光熔覆层中添加纳米CeO2能够细化组织,改变凝固组织的形态。当加入质量分数为1.5%的纳米CeO2时,熔覆层凝固组织形态为等轴树枝晶;生成了含Ce的新相Ce2Ni21B6,明显提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性;熔覆层磨损由严重磨损转化为轻微磨损。但是加入过量的纳米CeO2,硬度反而降低。     

Al2O3对Ni60激光熔覆层组织和耐磨性的影响

采用自动送粉激光熔覆技术,在A3钢表面进行了Ni60合金添加Al2O3的激光熔覆试验,通过对工艺参数和Al2O3含量的选取,获得了性能改善的激光熔覆层。对熔覆层横截面进行了硬度测试和显微组织分析,对熔覆层表面进行了X射线衍射物象分析和摩擦磨损试验。结果表明:与纯Ni60激光熔覆层相比,添加适量Al2O3的Ni60激光熔覆层的平均硬度提高300Hv0.3,耐磨性提高4倍。分析认为,Al2O3能够大大提高Ni60激光熔覆层硬度和耐磨性的原因在于:适量Al2O3的加入,可抑制涂层中粗大的脆性硬质相的形成,起到细化晶粒的作用:而形成的Al2Cr4C2细小颗粒增强相均匀弥散分布在组织中,不容易脱落,很好的起着均匀载荷和减摩抗磨作用。