Y_2O_3对镍基碳化钛金属陶瓷熔覆层组织的影响

利用 HTWY180-MK 激光焊接机在45*钢基体表面熔覆了含Y2O3,的镍基 TiC 金属陶瓷复合涂层,研究了稀土Y2O3,对激光熔覆镍基金属陶瓷复合涂层组织及性能的影响.结果表明:在镍基金属陶瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物Y2O3,可有效改善熔覆层的组织及性能,减少复合涂层中的裂纹、孔洞、杂质,加速熔覆层中 TiC 颗粒的溶解,并改善了 TiC 颗粒的形状,同时使得激光熔覆层的组织及硬度更加均匀.在本文所述试验条件下,熔覆层中添加稀土氧化物Y2O3,最佳质量分数为0.5%.     

La2O3对AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu涂层的影响

试验采用Nd:YAG 激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆不同La2O3含量的Al-Cu涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和滑动磨损试验机,分析稀土对熔覆层表面形貌、显微组织、物相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。研究结果表明：稀土氧化物La2O3在Al-Cu涂层中能够细化晶粒,改善熔覆层的质量,并生成稀土化合物Mg17La2和LaAl3;当添加质量分数为1.2%的La2O3时,熔覆层组织均匀,晶粒细小,显微硬度最高;添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数比镁基体和未添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数小,说明稀土氧化物能够减小熔覆层的摩擦因数,提高涂层的耐磨性。     

氩弧熔覆铁基梯度熔覆层的显微组织与性能

利用钨极氩弧熔覆技术在45钢上堆焊了由工作层和M2过渡层组成的铁基梯度熔覆层,研究了梯度熔覆层的显微组织、热膨胀性能、显微硬度、残余应力和抗热震性能,并与单一熔覆层的进行了对比。结果表明:与单一熔覆层相比,梯度熔覆层结构致密无孔洞;单一熔覆层的截面硬度在距表面2mm时突然降低,而梯度熔覆层截面硬度由表面向基体呈梯度降低;梯度熔覆层热膨胀系数匹配度更优,截面残余应力更低,抗热震性能更好。     

稀土Y_2O_3对激光熔覆Al/Fe基合金涂层的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备了Al/Fe基合金涂层。通过Olympus金相显微镜、SEM、EDS和显微硬度测试研究了稀土Y2O3的添加对熔覆层组织结构和显微硬度的影响。结果表明:稀土Y2O3的添加,加剧了激光熔覆过程中的铝热反应,提高熔覆层凝固温度,增大熔覆层及结合区白亮带的厚度。通过与合金元素的交互作用改变了熔覆层中合金元素的分布,使合金元素含量自结合区至熔覆层表层呈增加趋势,细化了晶粒,提高熔覆层整体硬度。同时Y2O3在熔覆过程中可部分代替C的还原作用,减少C的损失,并使C和Cr大量富集于熔覆层表层,极大地提高熔覆层表层硬度。     

稀土La_2O_3对激光熔覆制备生物陶瓷涂层的组织与性能的影响

采用梯度思想及宽带激光熔覆技术在Ti-6Al-4V合金上制备生物陶瓷复合涂层,以减少激光熔覆时基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,并研究了稀土氧化物La2O3含量对生物陶瓷涂层组织及性能的影响。结果表明:La2O3的加入能细化晶粒,不同含量的稀土氧化物的加入能影响HA和β-TCP的形成。随着稀土氧化物La2O3含量的增加,生物陶瓷层的显微硬度增加。当La2O3含量为0.6%时,陶瓷层和合金化层具有良好的硬度分布。     

Q235D激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面激光熔覆Fe基合金粉末,通过对熔覆层外观形貌、表面硬度、金相组织和显微硬度的对比分析得出了双层熔覆时的最优工艺参数,当两层工艺参数相同且均为:激光功率600W、扫描速度2mm/s、搭接率24.2%、送粉电压10V时,所得熔覆层的表面较为平整均匀,通过金相组织分析发现,基体与熔覆层的冶金结合性较好,无裂纹,并且基本无气孔出现,熔覆层的显微硬度显著高于基体且从熔覆层→过渡区→基体呈梯度降低。在两熔覆层交界处,显微硬度从界面处往第一熔覆层方向先减小后增加直到最高值,从界面处往第二熔覆层方向显微硬度呈阶梯状上升逐渐增加到熔覆层硬度的最高值,尽管两熔覆层交界处显微硬度有所降低,但是仍然大大高于基体的显微硬度,对熔覆层性能基本无影响,在工业生产中有着较好的发展前景。     

激光功率对熔覆Ni基涂层性能的影响

为提高45号钢表面硬度和耐磨性,可以在45号钢的表面采用激光熔覆技术熔覆合金涂层提高其表面性能。镍基合金熔覆层硬度高、耐磨、抗腐蚀、抗弯曲、可以在极端环境下具有稳定的性能,但在激光熔覆层中易产生裂纹。为改善45钢表面性能,在相同的扫描速率下采用不同功率在其表面激光熔覆制备了Ni基(Ni60)复合涂层,对不同激光功率熔覆层的性能检测使用金相显微镜、显微硬度仪、扫描电镜。结果表明:随着激光功率的增加,表面粗糙度变大,熔覆层的宽度、高度、基材的熔化深度都有一定程度的增大,裂纹出现趋势减小。在45号钢上熔覆Ni60合金粉末可以提高基材表面显微硬度,熔覆层显微硬度高出基材显微硬度约700HV,激光熔覆技术在一定范围内可以实现对基材的表面硬化。     

激光熔覆高铬铸铁组织和硬度的研究

针对高铬铸铁铸造组织粗大,强韧性差,容易开裂的问题,进行了高铬铸铁粉末激光熔覆实验,对熔覆层的显微组织和硬度等性能进行了检测与分析,研究了不同扫描速度对熔覆层显微组织和硬度的影响,分析了多道搭接区和多层堆积区熔覆层显微组织的演变规律,揭示了多层堆积横截面的硬度分布规律。研究结果表明:通过激光熔覆可以获得晶粒细化、组织致密、无裂纹与气孔等缺陷、硬度高(可达580 HV0.2)的高铬铸铁熔覆层。将该工艺应用到零件表面强化领域,将大大提高零件的性能和使用寿命。     

Q235D多层激光熔覆实验研究

在Q235D钢表面进行多层激光熔覆Fe基合金粉末,实验结果显示基体与熔覆层之间以及熔覆层与熔覆层之间的冶金结合性较好,没有出现裂纹,并且基本无气孔,熔覆层的显微组织、表面硬度和显微硬度均显著优于基体。实验发现,多层熔覆时在不连续加工情况下,随着制备熔覆层数目的增多,在加工新的熔覆层时,之前已经制备完成的各熔覆层的硬度均会有不同程度的降低,并且距离基体越近的熔覆层其硬度降低越多,第一熔覆层显微硬度最低,往上层方向显微硬度逐渐增加,最后一层硬度最高,并且制备的层数越多这种硬度降低程度也会越显著。     

铝合金表面添加La_2O_3激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层研究

添加适量La2O3,采用自配的熔覆材料在ZL108表面激光熔覆制备了Ni基WC金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织和能谱分析、显微硬度测量以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,在铝合金表面激光熔覆处理时添加适量La2O3获得的Ni基WC金属陶瓷增强涂层无裂纹,组织细小,致密,WC颗粒增强相与基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和粘着磨损,干摩擦磨损性能优良。     

高频感应熔涂NiCrBSi合金涂层的组织与性能研究

采用高频感应熔涂新工艺制备了N iCrBSi合金涂层,并与2种工艺(激光熔覆、氧乙炔喷焊)制得的涂层的性能进行了对比研究。结果表明,高频感应熔涂N iCrBSi合金涂层的表层硬度、耐磨性均优于激光熔覆涂层和氧乙炔喷焊涂层,而且高频感应熔涂涂层表面平整,后续加工量较少。     

Microstructure and Oxidation Behaviors of Nano-particles Strengthened NiCoCrAlY Cladded Coatings on Superalloys

Nano-particles which can largely improve the microstructure and oxidation resistance of materials are often used as a strengthening component in metal matrix composites. However, few studies were reported on its application in the bond coat of duplex structure thermal barrier coating(TBC). Three kinds of NiCoCrAlY coatings strengthened by different nano-particles with the same addition (1%, mass fraction) were prepared by the laser cladding technique on Ni-based superalloy substrates, aiming to study the effects of the nano-particles on microstructure and oxidation resistance of NiCoCrAlY coatings (the bond coat of the duplex structure thermal barrier coatings). Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer(XRD) and thermogravimetry were employed to investigate their morphologies, phases and cyclic oxidation behaviors in atmosphere at 1 050℃, compared with the coating without nano-particles. With the addition of nano-particles, the growth pattern of the grains at the interface changed from epitaxial growth to non-epitaxial growth or part-epitaxial growth; slender dendrites were broken and cellularized; cracks and pores were restrained; and the oxidation weight-gain and the stripping resistance of the oxide scale were improved as well. Among the three kinds of nano-particles, the SiC nano-particles showed the most improvement on microstructure, while the CeO2 nano-particles were insufficient, but its effects on the oxidation resistance are the same as those of the SiC nano-particles. Based on the discussions of the influence mechanism, it is believed that CeO2 nano-particles would show better improvement than SiC nano-particles if the proper amount is added and the proper preparation technique of micro-nanometer composite powders is adopted, with the synergistic action of nanometer effect and reactive element effect.     

铬基陶瓷复合镀层活塞环的摩擦磨损实验研究

采用销盘式摩擦实验机考察了三种活塞环镀层：国外进口铬基陶瓷镀层、国产铬基陶瓷复合镀层和普通镀硬铬镀层的摩擦磨损性能。结果表明，国产铬基陶瓷复合镀层的活塞环具有优良的耐磨性能，基本达到了进口铬基陶瓷镀层的活塞环性能。     

稀土对陶瓷涂层的改性作用研究现状及发展趋势

稀土元素对改善陶瓷涂层的组织结构,增加其强度、韧性方面有独特作用。本文阐述了稀土在改善陶瓷涂层组织性能方面的研究现状,包括稀土对陶瓷涂层抗弯强度、抗拉结合强度、断裂韧性、耐磨性、耐蚀性、硬度、高温性能、抗热震性等性能的改进,同时也指出了稀土在陶瓷涂层中应用的发展方向。     

镍基合金喷熔层摩擦学行为与机制的研究

采用热喷熔工艺制备了两种镍基合金喷熔层,并选用高锰钢、不锈钢作为对比材料,研究了镍基合金喷熔层的摩擦磨损性能。研究结果表明：镍基合金喷熔层具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数。镍含量对喷熔层的摩擦学性能有显著影响,高镍含量的镍基合金,其耐磨性能明显优于低镍含量的镍基合金。在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观犁削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,其中高镍含量的喷熔层表面形成了致密的转移膜,有效地降低了磨损率。     

纳米颗粒改性功能涂料的研究进展

介绍了纳米颗粒在功能涂料改性中的应用,简述了改性功能涂料中纳米颗粒的分散方法及原理,叙述了纳米改性耐磨、耐腐蚀、隔热、杀菌、电磁屏蔽等功能涂料的研究进展,并对未来的研究工作作了展望。     

CeO_2对镍基TiC陶瓷涂层微观组织和摩擦学性能的影响

采用W150SA YAG激光焊接机45#钢基材表面熔覆含CeO2的镍基TiC陶瓷涂层,研究添加不同含量CeO2对涂层的微观组织和摩擦学性能的影响.研究结果表明:添加适量CeO2对涂层的微观组织、显微硬度、涂层与基材结合区,以及涂层的摩擦学性具有改善作用;CeO2能减弱熔池中TiC陶瓷相的生长方向性,避免相邻的TiC颗粒桥接生长,细化和球化TiC颗粒,并使之且分布均匀;CeO2能促使TiC硬质相弥散分布,涂层组织趋向均匀化,并减少杂质和气体的不良影响,提高涂层的组织性能;CeO2能促进涂层与基材之间形成合理的成分梯度,得到良好的结合区;CeO2能促进摩擦过程中涂层表面氧化膜的形成并提高氧化膜的热稳定性,减少涂层的大片层状剥落,降低涂层的黏着磨损和磨粒磨损.     

硫化亚铁固体润滑涂层的制备方法与摩擦学性能研究

描述了硫化亚铁固体润滑涂层的制备方法及摩擦学性能。结果表明,不同方法得到的硫化亚铁涂层都能具有优良的减摩、耐磨、抗擦伤性能,但其摩擦学性能有差异,适用工况条件也不同。并指出了制备方法中存在的缺陷,对其今后的发展作了展望。     

Fe3Al金属间化合物及其复合涂层的组织结构与性能

以Fe3Al金属间化合物粉末与WC混合粉末作为喷涂材料,采用热喷涂的方法在Q235钢基体上制备出复合涂层。对涂层组织与性能进行了分析。结果表明：该类涂层组织致密,硬度较高,具有良好的耐磨性能。     

Development of oxide based diffusion barrier coatings for CFC components applied in modern furnaces

Carbon fibre reinforced carbon (CFC) materials show a high potential for usage in furnaces as sample carriers for example, which is due to their excellent thermal stability compared to steel carriers. Only their tendency to react with different metals at high temperatures by C-diffusion is a disadvantage, which can be solved by application of diffusion barriers. In order to enable the utilization of CFC-carriers for e.g. brazing furnaces, within the frame of this study thermally sprayed diffusion barrier coatings were developed. Coatings of mullite and ZrO₂-7%βY₂O₃ (YSZ) were prepared by air plasma spraying (APS). The coatings were investigated in terms of their microstructure and thermal shock behaviour. In order to prove the suitability of the coatings for the application in brazing furnaces, the wettability of the coating surfaces by a Ni-based brazing alloy was investigated. The results showed that both mullite and YSZ could be deposited on CFC substrates with a bond coat of W or SiC. Both coatings exhibited good thermal shock behaviour and an excellent non-wetting behaviour against the used Ni-based braze alloy.