激光熔覆复合层中内生Ti(CyN1-y)颗粒生长机制

利用激光熔覆技术在工件表面进行改性处理,形成了含有碳氮化钛增强粒子的复合熔覆层.利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)对熔覆层中第二相粒子的成分及形成机制进行了分析.结果表明,先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了化合反应,原位生成了新的颗粒状Ti(CyN1-y)强化相.激光熔覆过程中,初始加入的TiN颗粒度不同,形成Ti(CyN1-y)的机制也有所差异.较小尺寸的TiN受热后能够分解,生成新的TiC和TiN相,它们通过固溶反应,最终生成近似方形或菱形规则形状的Ti(CyN1-y)颗粒.较大尺寸的TiN颗粒受热后只有边缘发生分解,而芯部仍为未分解的TiN,最后形成环形结构的Ti(CyN1-y)颗粒.     

原位生成Ti(C、N)/Fe基复合熔覆层的微观结构

用高能集中横流式的二氧化碳激光束作为诱导热源,在铸钢表面进行改性处理,形成了含有碳氮化钛增强粒子的铁基熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)、透射电镜(TEM)和选区电子衍射花样(SAED)等手段对复合熔覆层的微观结构及它们中第二相粒子的成分、形貌和尺寸进行了分析和研究。试验结果表明:先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了化合反应,原位生成了新的颗粒状Ti(C0.3N0.7)强化相。复合熔覆层的基体组织由树枝胞状晶α-Fe和Ti(C0.3N0.7)颗粒硬质相共同组成,新相Ti(C0.3N0.7)颗粒的形貌特征多呈不规则形状,大小在0.1~6.0μm之间,它们较均匀地弥散分布在熔覆层α-Fe基体上。硬质相颗粒Ti(C0.3N0.7)与熔覆层基体α-Fe之间结合紧密,界面干净光滑。     

激光熔覆原位生成Ti(C,N)颗粒强化半钢轧辊熔覆层

以横流CO2激光束作为诱导热源,在铸造半钢轧辊ZUB160CrNiMo基材上形成了含有Ti(C,N)增强粒子的铁基熔覆层,用光镜、扫描电镜、X射线衍射、电子探针等手段对复合熔覆层中增强粒子的成分、形貌和尺寸进行了分析,并采用光学显微硬度计对复合熔覆层的显微硬度进行了测试和分析.结果表明,熔覆前加入的颗粒状TiN在激光熔覆过程中发生了分解,随后分解出的[Ti]又和石墨[C]和[N]分别发生了化合反应,原位生成了新的颗粒状强化相Ti(C,N).在熔覆层中的增强相是以Ti(C0.3N0.7)和Ti(C0.2N0.8)这两种形式存在的.在熔覆层中Ti(C,N)的形貌特征多呈外沿比较光滑、尺寸不等颗粒.颗粒相的大小在0.1～5 μm之间,呈弥散分布.熔覆层的显微硬度达到800～900 HV0.2.     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层的研究

在铝合金LY12表面激光表面熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层.采用SEM、TEM和XRD对涂层的显微组织和物相组成进行观察分析.激光熔覆Al-Ti-Fe-B复合涂层相组成为α-Al,Tib,Al3Ti以及Al3Fe.熔覆涂层的显微硬度随着涂层中TiB含量的增加而明显增加,涂层最高硬度可达900HV0.2.磨损试验结果显示,熔覆涂层的磨损失重随TiB含量的增加而减少.通过对试样的磨损形貌观察,对比分析了涂层与基体铝合金的磨损机理.     

激光熔覆MoS2/TiC/Ni减摩耐磨复合涂层组织及磨损性能的研究

以MoS2、TiC、Ni粉为原料,在20钢基材表面利用激光熔覆技术制备了减摩耐磨复合涂层.采用SEM和XRD对复合涂层的组织和相组成进行了研究,结果表明复合涂层主要由部分未熔的TiC颗粒、Mo2C、γ镍基固溶体和多种两元、三元硫化物TiS、NiS、Ni3Ti4S8等组成.用FALEX-6摩擦磨损实验机对MoS2/TiC/Ni复合涂层、MoS2/Ni激光熔覆层以及45钢的耐磨性能进行了对比,并对三种试样表面的磨损形貌进行了SEM观察.实验表明:MoS2/Ni激光熔覆层具有最低的摩擦系数,但磨损失重最大;MoS2/TiC/Ni复合涂层在载荷17.8N、转速200r/min条件下,磨损40分钟,其磨损失重仅为45钢的1/6.     

Ti6Al4V合金表面激光熔覆原位合成TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层

目的 为探究Ti6Al4V钛合金表面TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层的激光熔覆制备新工艺,研究Nb含量对TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层微结构及显微硬度的影响规律。方法 以Nb原子数分数分别为10%、15%和25%的Ti+Nb+AlN混合粉末为原材料,采用基于挤压预置粉末法的激光熔覆原位合成技术,制备出TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层。通过X射线衍射仪（XRD）物相定性分析,并结合扫描电子显微镜（SEM）和能量分散谱仪（EDS）,对TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层中的物相进行定性分析,结合二元平衡相图,进一步分析激光原位化学反应机理。借助显微硬度计,研究TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层微结构对截面显微硬度分布的影响规律。结果 在高能密度激光束作用下,混合粉末中Ti和AlN发生了充分的激光原位化学反应,生成了TiN陶瓷增强相,TiN陶瓷增强相的含量与Ti粉和AlN粉末的含量正相关。Nb含量的增加显著影响了Ti-Al-Nb基体相的种类,而不改变增强相的种类,随着Nb含量的增加,含Nb基体相的种类增多,发生Ti3Al→Ti3AlNb→Ti2AlNb→Ti39Nb→Nb7Al的转变。随着TiN增强相含量减少,复合涂层截面平均显微硬度从993.2HV0.5降至701.4HV0.5。结论 Nb含量的增加,不会改变TiN/Ti-Al-Nb基复合涂层增强相的种类,但可以降低TiN增强相的含量,从而降低复合涂层截面平均显微硬度。     

SiCp增强铝基复合激光熔覆层组织和磨损性能研究

采用CO2激光器在ZL102合金表面熔覆SiCp-Al基复合涂层,利用SEM和XRD等分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的硬度和磨损性能.结果表明,激光熔覆层表层呈过共晶组织形态,由针状Si、α-Al Si共晶和少量的SiC颗粒组成,底层呈亚共晶组织形态,由α-Al树枝晶,α-Al Si共晶和SiC颗粒组成.激光熔覆层与基材结合区组织为定向生长的树枝晶,且与基材呈联生结晶特征.激光熔覆层的硬度在220～280HV之间,显著提高了ZL102合金的耐磨性能.     

稀土Y2O3对6063Al激光熔覆镍基熔覆层耐磨性的影响

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加有不同含量Y₂O₃的Ni60合金熔覆层,并对熔覆层进行了耐磨性试验. 通过分析熔覆层组织、熔覆层表面磨痕形貌、磨损量及摩擦系数,研究Y₂O₃含量对铝合金表面激光熔覆Ni基涂层耐磨性能的影响. 结果表明,添加5%Y₂O₃的Ni60熔覆层组织呈现明显的网状分布的枝晶和细小的等轴晶,稀土Y₂O₃可以改善铝合金表面Ni60熔覆层的组织,促进晶粒细化和成分分布均匀;添加稀土Y₂O₃的Ni60基熔覆层较Ni60熔覆层的磨损面崩损程度减小了,摩擦稳定性得到提高;随着稀土含量提高,熔覆层的磨损量减小,但Y₂O₃含量高于5%时磨损量基本不会大幅变化;5%Y₂O₃+Ni60熔覆层具有良好的磨损形貌、较低的磨损量以及较稳定的摩擦系数,其熔覆层的耐磨性是Ni60熔覆层的6.1倍,是6063Al合金基体耐磨性的20.1倍.     

铝合金表面MoSi2/SiC复合涂层的激光熔覆制备

利用激光熔覆技术在铝合金表面制备MoSi2/SiCp复合涂层,对涂层的微观组织形成规律及其主要工艺参数对涂层组织和性能的影响进行了研究.实验结果表明,对试样进行搭接预热和在熔覆粉末中添加助熔剂CaF2是提高熔覆层质量的主要途径.采用多道搭接预热熔覆工艺和预置涂层法可以在铝合金表面获得具有完全冶金结合的原位自生SiC颗粒增韧的硅化钼陶瓷复合涂层,涂层组织主要由Mo(Si,Al)2、SiC、α-Al、Mo5Si3等相组成.熔覆层显微硬度较基体材料的显微硬度有大幅度提高,涂层显微硬度最大可达850HV0.2.     

激光熔覆原位合成TiC/Al陶瓷基复合涂层增强Ti6Al4V研究

采用Ti-C-Al体系激光点火自蔓延合成TiC/Al材料的同时,在Ti6Al4V钛合金表面形成均匀厚度的涂层。实验所用设备为2kWNd:YAG脉冲固体激光器;原料中钛碳原子比1:1,铝含量范围10%~40%(质量分数)。原料中的铝含量对原位合成的TiC颗粒形态和大小影响较大,通过实验确定了原料中合适的铝含量。利用扫描电镜对涂层与基体结合界面微观结构进行表征,测试涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,涂层和基体有良好的冶金结合;TiC颗粒在涂层表面处主要以树枝晶状存在,而在涂层与基体连接处主要为近球状晶粒;涂层显微硬度可达到8000MPa(HV0.5),约为基材的2~3倍。     

激光熔覆制备颗粒增强Ni基复合涂层的组织结构

利用横流CO2激光器在45钢表面制备出原位自生TiB2陶瓷颗粒增强Ni基复合材料涂层。XRD分析表明,涂层中存在γ-(Ni,Fe)固溶体及TiB2为主的陶瓷相。利用SEM、EDS、EPMA对涂层微区组织结构进行研究。结果表明,涂层内枝晶组织细小均匀,枝晶内和枝晶间存在明显的组织和成分差异。热影响区是以混合马氏体为主的组织。涂层显微硬度比基体显著提高。     

Microstructure and wear behavior of laser cladding Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti(C,N) particulates

In this paper, Ni-based alloy composite coating reinforced by Ti (C,N) particles was fabricated on the mild steel through laser cladding technology. The microstructure of laser cladding layer was analyzed by means of optical microscopy (OM),X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The wear resistance test of the coating was evaluated using an M-2000 tester. The results showed that the Ni-based composite coating had an ability of rapid solidification to form dendritic crystals microstructure consisting of Ti (C,N) particulates uniformly distributed in the matrix. It was found that some Ti(C,N) particles are similar to be round in shape, and the others are irregular. Laser cladding layer reinforced by Ti(C,N) particulates was found to possess good wear resistance property.     

激光熔覆制备颗粒增强铁基复合涂层中马氏体亚结构

通过在Fe-C-Si-B粉末体系中添加强碳化物形成元素Ti的方法,激光熔覆制备了原位合成颗粒增强铁基复合涂层.用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其微观组织进行了研究,重点分析了激光熔覆过程中马氏体的形成和亚结构的转变.结果表明,熔覆层无气孔和裂纹、组织均匀,是一种典型的亚共晶组织,由马氏体、莱氏体、残留奥氏体和原位生成的TiC颗粒组成.涂层中的马氏体是{211},<113>系片状孪晶马氏体,二次回火效应使得马氏体中析出了大量的具有纳米尺度的渗碳体,与马氏体具有一定的取向关系.     

Effect of various carbides on the dissolution behavior of Ti(C0.7N0.3) in a Ti(C0.7N0.3)–30Ni system

HfC, TaC, or WC were individually added to a Ti(C_0.7N_0.3)–30 wt% Ni system, in order to investigate microstructural changes and the dissolution behaviors of Ti(C_0.7N_0.3) and the carbides. Of these systems, the Ti(C_0.7N_0.3)–WC–Ni system proved to be the most favorable for the refinement of microstructure. The fraction for the cross-sectional area of the Ti(C_0.7N_0.3) cores, which is related to the amount of Ti(C_0.7N_0.3) dissolved, increases and the thickness of solid solution rims decreases in the order of HfC, TaC, and WC added. This finding indicates that the dissolution rate of Ti(C_0.7N_0.3) in a Ni melt is the lowest when WC is added. In addition, it was found that the average dissolution rate of Ti(C_0.7N_0.3) in the HfC-containing system is 1.6 and 1.9 times higher than those for Ti(C_0.7N_0.3) in the TaC- and WC-containing systems at the same sintering conditions. Further, the dissolution rates of TaC and WC were 80% of the rate found for HfC during the formation of the outer rim.     

钛合金表面氩弧熔覆原位合成TiB2-TiN涂层组织及耐磨性能

以BN和Ni60A合金粉末为熔覆材料,采用氩弧熔覆技术在TCA合金表面原位合成TiB2-TiN增强颗粒耐磨涂层．利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机对熔覆层的组织和性能进行分析测试．结果表明,复合涂层的显微组织沿层深方向分为熔覆区、结合区和热影响区;熔覆层与基体呈良好冶金结合,TiB2-TiN颗粒弥散分布,...     

Low temperature sintering and microwave dielectric properties of (Mg0.7Zn0.3)0.95Co0.05TiO3 ceramics with BaCu(B2O5) additions

The effects of BaCu(B₂O₅) additives on the sintering temperature and microwave dielectric properties of (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics were investigated. The (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics were not able to be sintered below 1000 °C. However, when BaCu(B₂O₅) were added, they were sintered below 1000 °C and had the good microwave dielectric properties. It was suggested that a liquid phase with the composition of BaCu(B₂O₅) was formed during the sintering and assisted the densification of the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics at low temperature. BaCu(B₂O₅) powders were produced and used to reduce the sintering temperature of the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics. Good microwave dielectric properties of Q × f = 35,000 GHz, ?_r = 18.5.0 and τ_f = −51 ppm/°C were obtained for the (Mg_0.7Zn_0.3)_0.95Co_0.05TiO₃ ceramics containing 7 wt.% mol% BaCu(B₂O₅) sintered at 950 °C for 4 h.     

Ti811合金表面TC4激光熔覆层微观组织及性能

按照CFM56系列发动机维修手册的建议,在Ti811合金表面采用同步送粉激光熔覆技术,以TC4合金粉末为原料,制备出均匀致密、无气孔和裂纹等缺陷的激光熔覆层. 分析涂层的宏观形貌、微观组织结构和组织相变过程,测试涂层的显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,扫描电镜下涂层微观组织呈现魏氏体结构特征,涂层显微硬度相比基材有所提高,主要原因是涂层中的针状马氏体α'有一定的强化作用;涂层中弥散分布的纳米颗粒Ti₃Al的沉淀强化和弥散强化等作用也在一定程度上提高了涂层的显微硬度;熔覆层的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损的复合磨损机制.     

TC4钛合金表面激光熔覆法制备Y_2O_3颗粒增强Ni/TiC复合涂层

采用激光熔覆法在TC4钛合金表面原位制备Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层,研究涂层的相组成、微结构、成分分布及性能。结果表明,复合涂层内的微结构和成分在深度方向具有分层现象,这主要是由激光熔覆过程的快速熔凝和冷却过程所致。在激光熔覆过程中,TiC粉末完全熔化并在凝固过程中析出为细小枝晶,这些TiC枝晶的尺寸随着深度的增加而减小,而Y2O3颗粒则分布在整个重熔层中。Y2O3颗粒增强Ni/TiC复合涂层具有较均匀的硬度,其最高值约为HV1380,比基体高4倍以上。由于复合涂层具有高的硬度,钛合金经过激光熔覆后其耐磨性得到大幅度提高。     

铝合金表面激光熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层的研究

在铝合金LY12表面激光表面熔覆原位自生TiB颗粒增强耐磨涂层。采用SEM、TEM和XRD对涂层的显微组织和物相组成进行观察分析。激光熔覆Al-Ti—Fe-B复合涂层相组成为α-Al，TiB，Al3Ti以及Al3Fe。熔覆涂层的显微硬度随着涂层中TiB含量的增加而明显增加，涂层最高硬度可达900HV0．2。磨损试验结果显示，熔覆涂层的磨损失重随TiB含量的增加而减少。通过对试样的磨损形貌观察，对比分析了涂层与基体铝合金的磨损机理。