Al基材表面激光制备Zn熔覆层的实验研究

利用波长为1．06μm，功率密度为10－20kW/cm^2的Nd:YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了锌铝熔覆层，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，强激光光辐照使基体材料铝表面熔覆高硬度、抗氧化的锌金属表面层是可行的。通过金相显微镜微观组织结构的分析，研究了激光工艺参数对Zn/Al熔覆层过渡区裂纹倾向的影响，只要选择合适的激光束参数，可获得理想的Zn/Al合金熔覆层。这对改进铝材表面物理、化学性能并进一步开发铝的用途具有实用价值。     

Al基材表面激光制备Cu/Zn熔覆层的实验研究

利用Nd：YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了铜锌铝熔覆层，分析讨论了激光功率、激光有效热利用率的最佳耦合，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，Nd：YAG激光辐照Al基体可制备抗氧化的铜锌铝表面合金。通过JEOLJSM-5610LV扫描电镜对Cu／Zn／Al表面合金微观组织结构的分析，表明只要选择合适的激光工艺参数，而且采用与基体熔点相近的熔覆材料(如Zn、Cu)，可获得熔覆层、过渡区裂纹与徽洞较少的高质量Cu／Zn／Al合金。     

合金结构钢30CrMo激光熔覆组织的研究

以波长为1.06μm，功率密度为10～20kw／cm^2的Nd：YAG脉冲激光器的聚焦光束为热源，对30CrMo合金结构钢的表面进行Ni基合金的熔覆处理。用扫描电镜和能谱仪观察和分析了熔覆层的显微组织及成分。结果表明，涂层致密无裂纹。在微观结构上，涂层由表及里形貌不同，存在粗大枝晶区、柱状枝晶区和基体3个不同区域，它的相组成为马氏体、奥氏体及花状WC晶体。     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

扫描速度对45钢表面激光熔覆层形貌及性能的影响

利用CO2激光器及SLC-2025D数控加工机床,改变激光的扫描速度,采用同步送粉法在45钢基体上熔覆NiCrSiB合金.用体视显微镜观察熔覆层形貌,测量熔覆层的几何尺寸;用扫描电镜观察熔覆层各个区域的显微组织形貌;用显微硬度计和M273电化学测试系统测试熔覆层的显微硬度和耐蚀性能.结果表明:随着扫描速度的增加,熔覆层的熔宽与横截面面积呈下降趋势;熔覆层的树枝晶细化,平面晶宽化.随扫描速度的增加熔覆层的耐蚀性能由于晶粒的细化而趋于良好.熔覆层显微硬度是基体的3~4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.     

模具钢的激光熔覆组织和性能

利用不同的激光工艺参数对Cr12MoV模具钢表面进行熔覆试验,探讨了工艺参数对熔覆层深度的影响,研究了表面微观硬度的趋势及其原因、熔覆层耐磨性能的提高幅度以及组织结构的变化。结果表明：表面硬度在不同程度上都得到提高,硬度峰值出现在次表层;激光熔覆层的耐磨性能可以提高到1．91－4．24倍;微观结构由平面晶和枝晶构成的共晶组织,并有多种合金相分布在枝晶间。     

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

等离子熔覆WC增强镍基合金涂层组织与性能研究

采用等离子熔覆的方法在低碳钢基体上获得Ni60+35%WC涂层,借助超景深三维显微系统,观察并分析了熔覆层的宏观组织和显微组织,并研究了熔覆层的显微硬度分布,得出了以下结论：所制备的熔覆层成型良好,显微硬度为基体的4～6倍;熔覆层底部存在大量的WC颗粒,硬度较高;随着离熔合线距离的增加,WC逐渐减小,硬度降低;随着电流的增加,熔覆层中,WC的溶解量增加,硬度逐渐降低。     

Microstructure and Properties of AlCoCrFeNiTi High-Entropy Alloy Coatings Prepared by Laser Cladding

21-4N(5Cr21Mn9Ni4N) is extensively employed in the production of engine valves, operating under severe conditions. Apart from withstanding high-temperature gas corrosion, it must also endure the impact of cylinder explosion pressure. The predominant failure mode of 21-4N valves is abrasive wear. Surface coatings serve as an effective approach to prevent such failures. In this investigation, Laser cladding technology was utilized to fabricate AlCoCrFeNiTi high entropy alloy coatings onto the surf...     

EA4T钢表面激光熔覆Fe-Cr-Ni涂层的组织与性能

通过激光熔覆技术对损伤车轴EA4T钢表面进行修复,利用光学显微镜、扫描电镜和X线衍射方法分析修复层的显微组织结构,利用万能拉伸试验机和应力测试仪测试修复层和基体的结合性能及残余应力。研究结果表明:修复层显微组织主要由γ-Fe固溶体、BNi₃、M₇C₃和Fe₃C组成,热影响区为上贝氏体和呈网状分布的铁素体组织,修复层和基体的结合区主要由平面晶、柱状晶和树枝晶组成,修复层顶部区域其组织主要以交叉树枝晶为主;激光熔覆后的EA4T钢的抗拉强度升高,但屈服强度和常温U型缺口冲击性能降低;整个修复层中残余应力较大,呈拉应力状态分布,而基体区域呈压应力状态分布。     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

激光制备Ni625涂层组织及摩擦磨损性能研究

针对20#碳钢表面耐磨性差的缺点,利用IPG8000光纤激光器在20#碳钢表面制备Ni625涂层,采用SEM,EDS,XRD,HV-1000硬度计与球-平面转盘摩擦试验机表征了熔覆层的微观组织以及力学性能.最后采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了Fe-Cr和Ni-Cr-Co-Mo两种物相的弹性性质.研究结果...     

激光熔覆Cr3C2/Fe复合涂层的组织与磨损性能

采用5kWCO2连续激光器在低碳钢表面激光熔覆Fe基合金涂层（Fe55）及添加20%Cr3C（2质量分数）的Fe基合金复合涂层（Cr3C2/Fe）,研究了两种涂层的组织结构、显微硬度及耐滑动磨损性能。结果表明,Fe55涂层以亚共晶方式结晶,在初生柱状固溶体枝晶间存在大量的网状共晶组织。Cr3C2/Fe涂层中Cr3C2大部分溶解,原Fe55涂层中初生柱状固溶体枝晶产生等轴化,枝晶组织也明显细化。激光熔覆Fe55涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,Cr3C2/Fe涂层的主要组成相为γ-Fe;α-Fe,Cr23C6以及未熔Cr3C2。激光熔覆Cr3C2/Fe涂层的硬度和耐磨性明显优于Fe55涂层。     

Ti对激光熔覆铁基合金涂层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备Fe基合金涂层（Fe50）和添加1％（质量分数）Ti粉的Ti／Fe50涂层,分析研究两涂层的相结构、显微组织、硬度及耐磨性。结果表明：激光熔覆Fe50涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,其组织由柱状枝晶固溶体及其间网状分布的共晶组成;添加质量分数为1％的Ti后,涂层中除了α-Fe和Cr23C6相,还含有γ—Fe相,组织明显等轴化、均匀化;与Fe50涂层相比,Ti／Fe50涂层耐磨性提高了20％以上。     

纳米碳化物增强钴基复合粉末熔覆层的微观组织及耐磨性

研究纳米碳化物增强的钴基复合粉末在光纤作用下分别在AISI1045钢和因瓦(Invar)合金表面激光熔覆后熔覆层的微观组织结构及耐磨性.利用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对微观组织进行观察,发现在AISI1045钢上熔覆层主要由胞状晶、柱状晶和核壳结构等组成,Invar合金上熔覆层主要由细小枝晶、鱼骨状枝晶以及柱状晶等组成.添加碳化钒(VC)和碳化铬(Cr3C2)对组织的均匀性、晶粒的细化程度有积极的影响.与母材对比,所有的涂层耐磨性均有明显提升,并且AISI1045钢熔覆层的耐磨性明显优于Inva合金的熔覆层.涂层的磨损机理主要是磨粒磨损,而母材主要是疲劳磨损和黏着磨损.     

Fe-Cr基等离子熔覆层的相结构特征

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性，用弧光等离子体在45^#钢表面制备了Fe-Cr基熔覆层．根据热力学和动力学原理对相的形成进行了分析，用X射线衍射仪、能谱、透射电镜对熔覆层的晶相与非晶相及其相界面结构进行了研究．结果表明：熔覆层中晶相与非晶相并存，非晶相中含有较多的过渡族和类金属元素，如Si，Cr等；晶相由A，F，M23C6，M7C3等相组成，且[211]A／／[211]M23C6，（1^-11）A／／（1^-11）M23C6，（01^-1）A／／（01^-1）M23C6,即A与M23C6保持共格关系，而[111]，／／[321]M23C6,（0^-11）F//（11^-1^-）M23C6，即F与M23C6保持位向平行关系，晶相晶粒显著细公共晶组织中的奥氏体体晶粒达到200nm，铁素体尺寸约为70nm．熔覆层的显微硬度为HV0．2 650—750．熔覆层的组织属非平衡组织，有利于提高其硬度．