40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。     

冷作模具钢激光熔覆Ni基合金组织和性能研究

为提高Cr12MoV模具钢硬度和耐磨性,研究采用激光熔覆技术在其表面制备Ni基合金.研究结果表明,涂层显微组织为异向生长的树枝晶,涂层相结构为γ-(Fe, Ni)、Cr₇C₃、BNi₂以及Ni-Cr-Fe相.由于细晶强化、固溶强化和第二相强化作用,使熔覆层平均硬度比基体硬度提高了175%.涂层摩擦系数为0.2,明显小于基体(0.4),涂层的磨损体积较基体提高1个数量级.     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层,利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能,研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成,与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降,其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主。     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层.利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能.研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成.与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降.其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主.     

45#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45^#钢表面硬度及耐磨性能，采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层，利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织，利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度，结果表明，激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成，激光熔敷层的硬度在HV800～900之间．     

H13模具钢等离子熔覆WC/Ni基复合涂层研究

以Ni60+35%WC合金粉末为原料,采用等离子熔覆技术,在H13模具钢基体上熔覆WC/Ni基复合涂层。借助SEM、XRD分析涂层的显微组织;利用显微硬度计测试涂层的显微硬度;通过环-块磨损实验在MM-200磨损试验机上评估涂层的耐磨性能;采用线性极化法研究涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:涂层组织均匀细小,主要由γ-(Ni,Fe)树枝晶以及枝晶间的γ-(Ni,Fe)与Cr23C6、Fe3W3C形成的共晶结构组成,在涂层底部分布有WC增强相;涂层的显微硬度可达590~650HV0.3;在室温干滑动磨损条件下,涂层的耐滑动磨损性与基体相比提高了1倍以上。在3.5%NaCl溶液中,涂层的耐腐蚀性能优于H13钢基体。H13钢经等离子熔覆WC/Ni基复合涂层后耐磨性能、耐蚀性能得到提高,可用于H13钢制模具的表面磨损修复。     

TC4合金表面TiN陶瓷激光熔覆层的组织和耐磨性能

为提高TC4合金的耐磨性能，采用连续波CO2激光在其表面熔覆TiN陶瓷涂层，分析了熔覆层的微观组织结构，对熔覆层的硬度和磨损性能进行了测试．结果表明，TiN激光熔覆层分为两个亚层，表层为TiN熔凝层，由TiN棒状树枝晶组成，底层为TiN和钛合金混凝层，由TiN棒状树枝晶、TiN颗粒和钛合金马氏体组成；TiN激光熔覆层的显微硬度在500—900HV之间，明显地改善了TC4合金的磨损性能．     

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.     

激光淬火齿轮组织和应力分析

采用扫描电镜、透射电镜和X射线应力分析系统，对齿轮宽带激光淬火后淬硬层显微组织和应力特性进行了研究，结果表明：激光淬火硬化区依其组织特征，大致分为3层：第1层为表面完全淬硬层，其主要是由马氏体和残余奥氏体组成；第2层为过渡层，由马氏体和基体上分布着回火析出的碳化物混合组成；第3层为高温回火区，由回火索氏体组织组成．激光淬火硬化层应力状态为压应力．     

稀土对激光熔覆EA4T车轴微观组织和性能的影响

通过在FeCrNiMo粉末中添加La和Ce混合稀土粉末对EA4T钢进行激光熔覆再制造,采用SEM、EDS、XRD等方法观察熔覆层的微观组织结构,并对再制造试样进行拉伸实验。结果表明:FeCrNiMoRE合金粉末再制造试样熔覆区主要为板条马氏体、奥氏体和碳化物组成;在熔覆区La和Ce在晶界和晶内分布较均匀,并且与O、C、S元素等形成稀土夹杂物,作为碳化物非均质形核质点,起到细化晶粒的作用;再制造试样的抗拉强度为932 MPa、屈服强度为735 MPa,分别比基体提高12.56%和9.7%;其延伸率和断面收缩率与基体基本相当,断裂特征为韧性断裂。     

W对Co基合金熔覆层组织和耐锌蚀性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命并节约热镀锌成本,采用半导体激光器在316L不锈钢表面制备了具有不同成分的两种钴基合金熔覆层.分别对激光熔覆层的组织形貌、成分、相结构、显微硬度及耐锌蚀性能进行了研究.结果表明,W元素的加入使得熔覆层晶粒发生细化,熔覆层组织主要由γ-Co固溶体、Co_3Mo_2Si相和少量Cr_7C_3相组成,同时还生成了少量弥散分布的Co_6W_6C相.添加W元素后熔覆层的平均硬度可达986 HV,相比未添加W元素的Co基合金熔覆层约增加了114 HV,且约为316L不锈钢的4.5倍.与原Co基合金熔覆层相比,添加了W元素的Co基合金熔覆层中弥散分布的Co_6W_6C相使熔覆层耐锌蚀性能大幅度提高.     

激光熔覆制备TaC/FeCoCrNiTiMo熔覆层组织性能研究

采用激光熔覆技术在45#钢表面制备添加碳化钽(TaC)纳米颗粒的FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层,利用X线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）及显微硬度计分析测试熔覆层相结构、组织形貌及截面硬度. 研究表明,在FeCoCrNiTiMo高熵合金熔覆层中添加TaC纳米颗粒后,其相结构以体心立方结构的FeCrNi固溶体和面心立方结构的NiCrCoMo固溶体为主,并含有极少量的金属间化合物,熔覆层维氏硬度（HV）达到1058.89 ,是基材硬度的两倍.     

CO_2激光熔覆镍基合金粉末的组织和性能

为了提高核发电成套设备的阀体性能,采用CO_2激光器在SUS316LN奥氏体不锈钢表面熔覆了镍基合金粉末.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计和磨损试验机等对熔覆层的组织和性能进行了研究.结果表明,从熔覆层熔合线到表面的组织依次由平面晶生长区、亚共晶区,共晶区与过共晶区组成.亚共晶组织的初晶相由γ-Ni相组成,而过共晶组织的初晶相由Cr B和Cr7C3相组成.CO_2激光熔覆层具有较高的维氏硬度和耐磨性能,且其裂纹断口形貌属于解理断裂.     

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.     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

激光熔覆功率对原位合成TiB/TiN涂层组织和摩擦性能的影响

以光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)方法分析涂层相组织结构和显微形貌,采用硬度测试仪及滑动磨损机测试涂层硬度及耐磨性能.结果表明,涂层中原位合成了TiB和TiN强化相颗粒,分别呈现针棒状形貌组织和等轴晶形貌组织;激光功率对组织形貌影响较大,随着激光功率的提高,熔覆层的硬度和耐磨性能呈上升的趋势;母材的磨损机制主要为疲劳磨损,而熔覆层金属的磨损主要由疲劳磨损和磨粒磨损共同作用,其中磨粒磨损占主体作用.     

稀土对激光熔覆Co基合金组织及性能的影响

为了提高热镀锌生产线关键部件的使用寿命,采用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了具有不同稀土氧化物含量的Co基熔覆层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了稀土氧化物对Co基合金熔覆层显微组织、相结构、显微硬度的影响.结果表明,稀土氧化物使得Co基合金熔覆层的组织更为细化,且硬度更高.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的显微硬度高达900 HV.Co基稀土合金熔覆层主要由γ-Co、Cr_7C_3及相应稀土氧化物组成.稀土氧化物的加入有效延缓了由锌液沿微裂纹扩展引起的溶解腐蚀.添加质量分数为0.5%的CeO_2后,Co基合金熔覆层的腐蚀深度约为12μm,锌蚀过渡层平直且完整,耐锌蚀性优异.     

激光熔敷工艺对镍基合金的耐蚀性影响的研究

我国火电厂千瓦汽轮机末级叶片在特定工况下其进气边常常遭到腐蚀．我们对其进行了激光直接重熔和激光熔敷镍基合金处理,经形貌观察,物相分析及阳极极化曲线测定,结果表明,激光处理后其耐蚀性均比处理前提高．其中熔敷镍基Ｇ１１２合金的耐蚀性提高最大．若激光处理参数匹配恰当,三者比较,涂敷的镍基ＷＣ合金更易印化、耐蚀性最好．     

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.