40CrNiMoA钢扫描电子束表面抛光改性的研究

为改善40CrNiMoA合金钢的表面性能,对其表面进行扫描电子束抛光改性处理.研究了电子束工艺参数对40CrNiMoA钢表面性能的影响.结果 表明:扫描电子束处理后,总体形貌由熔融区、热影响区和基体组成,且显微硬度随着距表面距离的增加,呈先增加后降低的趋势.熔融区的微观组织主要由晶粒粗大的马氏体组成;热影响区的微观组织...     

W6钢电子束焊后表面重熔硬化

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性的特殊工具钢.对于进行过球化退火的高速钢,其显微硬度损失较大,严重影响其应用.为恢复球化退火W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度,同时保证其内部良好的韧性不受影响,采用电子束表面重熔对其表面进行硬化.结果表明,重熔表面整体呈现平整光滑状态,存在小尺寸熔坑,重熔层内部呈现胞状树枝晶组织,主要由马氏体、残余奥氏体、晶间网状M₂C共晶碳化物以及细棒状MC碳化物组成,呈现不均匀的条带状分布,在重熔区边界存在未熔碳化物,在重熔区中心区域碳化物均匀性较高,并对晶间碳化物的形成机理进行了分析.经过电子束表面重熔,由于晶内针状马氏体以及晶界脆性碳化物生成,W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度由283 HV提高到800 HV以上,母材的显微硬度恢复效果显著.     

强流脉冲电子束处理对SKD11钢表面形貌和性能的影响

利用强流脉冲电子束对SKD11模具钢进行辐照处理.通过金相显微镜、三维轮廓形貌仪对处理样品表面进行形貌观察,发现处理表面有熔坑现象产生,熔坑面密度及处理面粗糙度随脉冲处理次数的增加而减少.对于初始少量脉冲处理时,样品表层显微硬度较原始样品低,且随处理次数增加而降低,但在高电压和更多脉冲处理时,显微硬度值有所回升.处理样品的截面显微硬度呈特殊的振荡式分布.摩擦磨损性能测试表明,在低电压(19.8kV)处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳.     

感应重熔-热处理对镍基碳化钨涂层的影响

为了进一步挖掘镍基碳化钨涂层的潜能,在40Cr基材上利用火焰喷涂制备Ni60+35%WC复合涂层并对涂层进行感应重熔及热处理,利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析测定了涂层的显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,感应重熔使涂层与基材形成良好的冶金结合,涂层致密,硬度、耐磨性显著优于基材。经淬火及回火后,涂层硬度有所提高。850℃淬火,400℃回火的涂层硬度最高,达到866HV0.1,耐磨性也最好,磨损量仅为基材的43%。     

TiAl合金电子束表面合金化层组织和性能研究

利用预涂Si粉,Ti+Si粉的方法对TiAl合金进行电子束表面合金化,“原位”制得了以高硬度金属间化合物Ti_Si_3为增强相的表面改性层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪分析和研究了电子束表面改性层的显微组织结构；同时测试了沿改性层深度方向的硬度分布。结果表明,表面改性层由TiAl,Ti_3Al,Ti_Si_3相组成,Ti_5Si_3相的形态及分布沿层深呈均匀分布；改性层具有较高的显微硬度(HV),最高达895×9.8 MPa,约是基体的3倍。     

Ni60合金粉末炉内重熔工艺及耐磨性研究

目的 获得45钢表面重熔Ni60粉末的最佳重熔工艺,以期提高涂层的耐磨性能.方法 在Ni60合金粉末中加入A型、B型两种胶,滴入适量酒精,制作Ni60预制涂层;采用预粘接法+炉内重熔二步法工艺,在45钢表面重熔镍基合金涂层,通过金相组织实验、显微硬度实验,分别研究重熔温度对所得试样基体至涂层组织形貌和显微硬度的影响,讨论温度对所获试样基体至涂层组织与耐磨性的影响.结果 重熔温度达到1000℃、1100℃时,基体与涂层形成机械咬合的组织形态;1200℃时,基体与涂层形成机械咬合与冶金结合相结合的组织形态,涂层中硬化相数量增多,大小、分布均匀,缺陷最少.1100℃重熔所得涂层的平均显微硬度最高,达到496 HV;1200℃重熔所得试样分界线处的平均显微硬度最好,达到389.7HV,且该温度下所得试样的硬度曲线分布最有规律.结论 45钢基体表面重熔Ni60合金粉末,重熔温度为1200℃时,可有效改善涂层与基体的结合方式,获得机械结合与冶金结合的组织形态;此温度下,涂层组织均匀、细密,试样硬度分布有规律、波动不大,耐磨性最好.     

电子束重熔对熔丝沉积钛合金表面组织及性能的影响

目的 通过表面重熔处理解决沉积钛合金固有组织引起的表面磨损不均及摩擦不稳定的难题,以拓宽沉积钛合金的应用领域。方法 采用电子束重熔工艺对熔丝沉积Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。利用体式显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪等分析重熔前后钛合金表层的宏观形貌、显微组织及物相组成变化,运用纳米压痕仪及摩擦磨损试验机考察重熔层的表面纳米力学性能及耐磨性能,并采用三维光学轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨损形貌特征。结果 经电子束重熔处理后,熔丝沉积钛合金沉积方向表面组织由不均匀的α+β组成的网篮组织及魏氏组织转变为均匀分布的细针状马氏体(α’)。重熔处理试样表面纳米硬度均匀,且得到明显提升,达3.8 GPa,相较于未重熔试样提高了15%以上,表现出较高的硬弹性。重熔层具有稳定的摩擦系数和较优的耐磨性,其平均摩擦系数为0.45,磨损率为3.59×10^-13 mm³/(N·m),相较于未重熔试样,分别降低了19.6%和22.1%,其磨损机理以磨粒磨损、氧化磨损及粘着磨损为主。结论 电子束重熔工艺能够有效改善熔丝沉积钛合金沉积方向的表面组织均匀性,可获得优异的...     

过共晶铝硅合金Al-17.5Si强流脉冲电子束表面改性

研究了强流脉冲电子束表面改性处理对过共晶铝硅合金(Al-17.5Si)组织和性能的影响.利用扫描电镜和X射线衍射分析了改性机理.扫描电镜结果表明,在电子束处理后的合金表面上,硅元素扩散到铝基体中形成单相α固溶体.X射线衍射分析指出,电子束处理后合金表面没有新的物相生成,并在15脉冲处理后铝的晶格参数显着降低.硬度结果表明,在铝硅扩散区域,初生硅的硬度从中心向边缘呈现梯度分布趋势,而且初生硅中心处的硬度随脉冲次数的增加逐渐减小.耐磨性随脉冲次数的增加先提高后降低,磨损量在15次脉冲后降低了84.6%.因此该技术在改善过共晶铝硅合金表面耐磨性方面展现了良好的应用前景.     

激光重熔Ni基WC涂层的组织与性能研究

研究了45钢为基体的Ni基WC涂层经激光重熔后形成涂层的显微组织、硬度和耐磨性.结果表明:涂层经激光重熔处理后,WC颗粒部分分解形成W_2C,同时形成新的硬质相和共晶组织.涂层中包含γ固溶体和W_2C、Ni_3B、Cr_73、Cr_(23)C_6和(Fe,Ni)_(23)C_6等化合物;有效地改善了涂层的性能.     

热喷涂Ni基复合涂层重熔处理的研究现状

热喷涂Ni基复合涂层因具有耐磨、耐腐蚀及耐高温等特点,被广泛应用于机械零件的表面修复和保护。但是,热喷涂层为典型的层状结构,具有微缺陷含量较高、与基体结合强度低等特点,难以适应苛刻的工作环境,其应用和发展受限。重熔处理可以消除热喷涂层的层状结构,消除或部分消除孔隙、裂纹等微缺陷,使涂层与基体形成冶金结合,提高涂层的使用性能。本文首先介绍了几种适用Ni基复合涂层的重熔技术(即激光重熔、火焰重熔、感应重熔等),随后介绍了重熔处理对Ni基复合涂层表面完整性(即微缺陷、结合强度和硬度)的影响,接着分析了重熔处理对Ni基复合涂层两种服役性能(即耐磨性、耐腐蚀性能)的影响,最后总结了目前在关于Ni基复合涂层重熔技术研究中存在的问题,进而探讨了相应的解决方案,并指出挖掘新的表面重熔技术和对不同的材料体系进行针对性研究是未来重点发展的方向。     

不同重熔方式对表面涂层显微组织的影响

金属表面喷涂层与适当后处理结合，是提高金属表面耐磨，耐蚀性的重要手段。本试验是对金属基体上喷涂Ni—Cr—Si—B粉末后分别进行三种不同方式的后处理一氧乙炔火焰重熔，钨极氩弧重熔及激光束重熔，用以考察不同的重熔方式对过渡层显微组织的影响。用金相显微镜对重熔层的组织进行了观察，用电子探针测定了重熔状态下熔层中各元素的分布曲线，并沿试样的横截面测定了显微硬度随熔层深度的变化曲线。     

金属陶瓷涂层电子束重熔裂纹防控研究

分析了铌合金硅化物涂层电子束重熔处理过程中涂层表面形貌的变化和裂纹的成因。结果表明,电子束能量密度对裂纹形成及扩展有较大影响,选用合适的电子束工艺参数,可以在硅化物涂层表面得到无裂纹的涂层。合理调节电子束能量密度以控制金属陶瓷涂层的烧结收缩作用,对金属陶瓷重熔层表面裂纹的控制有重要的意义。     

高能电子束处理对AZ91镁合金耐磨性影响

研究了AZ91镁合金电子束表面处理的耐磨性.结果表明,在不同处理条件下,AZ91镁合金表面分别形成了厚度为20～60μm的表面熔凝层;脉冲电流和脉冲次数对表面熔凝层厚度具有较大影响,而加速电压的影响不大.随着脉冲电流的增加, Mg_(17)Al_(12)相对应的衍射峰强度呈现上升趋势,并且在处理过的AZ91镁合金中可看到AlMg亚稳相的存在.显微硬度测试结果表明,处理层硬度比基体组织的硬度有所提高,最表层可达到基体组织的2倍.磨擦系数和表面磨损量均有不同程度下降,耐磨性明显提高主要是由于快速熔凝导致晶粒细化引起的.     

稀土Ce对253MA耐热钢凝固组织及夹杂物的影响

采用激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等设备,对含稀土Ce的耐热钢253MA连铸坯的凝固组织及夹杂物的形貌、成分和结构进行表征分析。结果表明:比较两种含稀土Ce耐热钢的凝固组织,稀土Ce有增大凝固组织等轴晶率、细化柱状晶的作用;稀土Ce夹杂物主要相结构为CeO₂和(CeO)₂SO₄,呈细小、近球形弥散分布;对夹杂物进行统计和评级,发现稀土Ce含量的增加有利于D类球形夹杂物增多,有助于提高耐热钢的耐高温、抗氧化性能。     

TA15钛合金与304不锈钢的电子束焊接

对TA15钛合金和304不锈钢的电子束焊接进行了研究,对接头显微组织、相组成和显微硬度进行了分析.结果表明,TA15与304不锈钢电子束焊接性较差,在较小的热应力下即在焊缝内产生大量裂纹.焊缝内生成连续分布的化合相,主要包括TiFe2,TiFe,Cr2Ti等,脆性化合物的产生是裂纹形成的根本原因.焊缝区内显微硬度明显高于母材,且TiFe2的硬度高于TiFe相,贯穿裂纹在TiFe2相富集的区域产生.二者的直接电子束焊接难以实现,需要添加中间层以改善焊缝的冶金条件,改变化合物的种类和分布,从而实现可靠连接.     

纳米Fe-Al粉电子束改性铝合金的组织和性能

利用电子束扫描技术对铝合金ADC12表面进行纳米合金化处理,探讨电子束扫描技术对铝合金组织和性能的影响;通过添加不同比例的纳米Al-Fe混合粉末,分别用扫描电子显微镜(SEM)、EDAX能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等设备对合金层的组织、物相构成、硬度以及摩擦磨损性能进行分析测试,确定合金化纳米混合粉的最佳配比.结果表明:电子束纳米Al-Fe合金化可以提高铝合金材料的硬度、增加耐磨性;随着混合粉中纳米Fe粉含量的增加,合金层中合金硬质强化相逐渐增多,合金化层的硬度和耐磨性也逐渐提高,硬度最高可达800 HV,但组织中会出现裂纹且均匀性不好.当混合粉中纳米Fe粉含量为50％时,合金化层的硬度和耐磨性能较好,其耐热硬度,在675 K时硬度可达到300 ～ 400 HV,其磨损量仅为铝合金基材的1/6.     

激光重熔Ni60合金涂层实验研究

采用热喷涂+激光重熔工艺,在Q235低碳钢板上制备了Ni60涂层,对涂层微观组织、硬度分布规律进行了分析。结果表明:涂层经过激光重熔后,外观质量良好,无裂纹缺陷,其组织组成物包括γ-Ni固溶体、碳化物、硼化物+γ-固溶体的弥散共晶体,与基体之间以冶金方式结合;涂层的平均硬度达到375HV0.2,是基体的2～3倍。     

电子束扫描抛光技术工艺参数的正交试验及优化

以Cr12Mo V模具钢为电子束扫描抛光工艺研究对象,针对电子束加工参数中的束流、工作台移动速度、聚焦束流和扫描频率进行正交试验,通过对抛光表面粗糙度的测量以及表面形貌分析,以获得电子束扫描抛光工艺参数的主次关系和最优参数组合。对具体参数的对比分析,得出各参数对表面粗糙度的影响。     

强流脉冲电子束表面改性30SiMn2MoVA钢的耐磨性能

目的提高30SiMn2MoVA钢表面的耐磨性。方法通过强流脉冲电子束技术,对30SiMn2MoVA钢表面进行不同脉冲次数的轰击处理,分析表面改性前后试样的硬度及摩擦磨损性能。结果强流脉冲电子束处理30SiMn2MoVA钢表面晶粒细化,产生宏观残余应力使表面硬度提高。30次脉冲处理后,硬度达到最大值,相比于原始试样提高了39.6%。材料的磨损量随脉冲次数的增加而降低,表面耐磨性比原始试样提高了1倍左右,其中30次脉冲处理后,耐磨性提高最大。结论通过强流脉冲电子束技术,提高了30SiMn2MoVA钢表面的耐磨性。