激光熔覆工艺参数对Fe-Cr-B合金涂层组织和硬度的影响

利用6 kW光纤激光器在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆Fe-Cr-B合金涂层。运用金相显微镜和显微硬度仪,研究了激光功率、扫描速度、送粉率对熔覆层成形、尺寸、稀释率及组织结构和微观硬度的影响。结果表明:熔覆层组织主要由平面晶、树枝晶和等轴晶构成。理想的工艺参数为激光功率(P)2000 W,扫描速度(V1)4 mm/s,送粉率(V2)15 g/min。该工艺参数下熔覆层晶粒细小,与基体呈现良好冶金结合,稀释率为9.8%,熔覆层显微硬度平均高达1000 HV。     

铸钢激光熔覆Ni-WC合金涂层的超显微硬度研究

本文运用UMHT－3型超显微硬度仪结合X射线衍射仪、EDAX能量损失谱仪对铸钢表面激光熔覆Ni-WC合金涂层的组织和性能进行了研究。结果表明：由表面到内部硬度值呈现较为复杂的变化，结合组织分析结果给出了解释。     

后续热处理对激光熔覆合金层组织与硬度的影响

采用XRD和TEM技术对Ni21 20％WC 0．5％CeO2合金粉激光熔覆层经过后续热处理的组织与性能进行了研究。结果表明，与未经处理的熔覆层相比，经500℃处理后熔覆层的组织和硬度都基本不变；经750℃或800℃处理后，尽管熔覆层相组成相同，但一些相的含量发生了变化，而且在熔覆层基体上析出了更多的Ni3B、Ni483等化合物，亚稳的M6C3相也向M23C6稳定相转化，同时析出的化合物质点有一定程度的粗化，因此其硬度有较明显的下降。     

激光熔覆Ni基WC合金组织与硬度变化规律

利用２ｋＷＣＯ２激光器在Ａ３钢板上进行Ｎｉ基ＷＣ金属陶瓷的激光熔覆试验。研究了不同碳化钨含量下熔覆层的组织和硬度变化规律。结果表明，熔覆层中粘结金属硬度随揽复合粉中碳化钨含量的增加呈马鞍形变化；同一熔覆层中，粘结金属硬度曲线平稳，无明显梯度变化，但复合层内存在一定的成分与组织梯度；粘结金属组合与碳化钨含量关系密切。     

激光多层熔覆FGH95高温合金的显微组织

利用激光多层熔覆工艺制出表面平整无变形的FGH95高温合金样品.样品截面呈层片状结构,显微组织为胞状树枝晶,熔池不同部位的晶粒取向不同.γ′强化相呈岛状或链状弥散分布于γ枝晶晶界处.合金的主要成分在截面上均匀分布,无明显偏析.样件显微硬度为430～540 HV0.2,基本达到FGH95热等静压件的水平.     

激光熔覆NiCrBSiC合金组织及性能研究

采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床,利用粉末预置法在40Cr基体上进行激光熔覆处理。用扫描电镜、X射线衍射仪、EG＆G M273电化学测试系统及显微硬度计等对熔覆层进行微观组织观察和性能测试。结果表明：熔覆层主要由FeNi3、Ni3B、C23C6等相组成。激光熔覆后耐蚀性能有大幅度改善;硬度明显提高,其最大值为约基体硬度的4倍。扫描速度增大,显微组织变得细小均匀、晶间排列紧密;熔覆试样的耐腐蚀性能增强,硬度变大。     

退火对激光熔覆 FeCoCrNiB 高熵合金涂层组织结构与硬度的影响

在Q235钢基材表面制备FeCoCrNiB高熵合金涂层,涂层致密,无裂纹和气孔,由条状M3B相和基体fcc相两相组成。分析了涂层具有这种相组成的原因。研究了高温退火对涂层组织结构及硬度的影响,结果表明:900℃或1000℃退火后,涂层中析出了颗粒状和短棒状的M3B相;1150℃退火后,条状、颗粒状和短棒状组织均消失,形成了粗大的块状M3B相,块状组织硬度达1188HV;涂层具有较好的耐高温软化性能,900℃或1000℃退火后,硬度仅分别下降约7%和9%。     

激光熔覆Ni-Cr-B-Si耐热疲劳合金的组织与性能

在H13压铸模具钢表面进行了激光熔覆Ni-Cr-B-Si耐热疲劳合金的试验研究,利用金相显微镜、扫描电镜、显微维氏硬度计等仪器检测了熔覆层的组织和性能。结果表明,激光熔覆可以得到晶粒超细化、硬度高,与基体结合牢固的表面熔覆层。熔覆层组织为Ni基多元固溶体+碳化物(碳化铬、碳化钨、渗碳体),熔覆层平均硬度约732 HV0.2,平均厚度1.5 mm,与基体相比,其耐热疲劳性能提高112%,可显著提高合金压铸模的使用寿命。     

熔覆电流对氩弧熔覆FeCrNiCoMn高熵合金涂层组织及显微硬度的影响

采用氩弧熔覆工艺在Q235基体上制备了等摩尔比FeCrNiCoMn高熵合金涂层,采用倒置金相显微镜、自动转塔显微硬度计及3D激光共聚焦显微镜对高熵合金涂层组织及显微硬度进行了分析。结果表明,不同熔覆电流下,FeCrNiCoMn高熵合金涂层均主要由枝晶组织和枝晶间组织组成,且其枝晶间组织中均生成了大量纳米级的析出物。在180~190 A范围内,随熔覆电流的增大,组织显著细化,且枝晶间组织中纳米级析出物形状规则,分布均匀;熔覆电流增大至200 A,涂层组织过度粗大,枝晶间组织被破坏,枝晶间组织中纳米析出物形状、分布均不理想。不同熔覆电流下,FeCrNiCoMn高熵合金涂层表面显微硬度差别不大。180、190 A熔覆电流制备的涂层比200 A熔覆电流制备的涂层截面显微硬度分布更理想。     

基板材料对激光熔化沉积制造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织、织构、相和显微硬度的影响

本文研究了基体材料对激光熔化沉积Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织、织构、相组成和硬度的影响。随着沉积层数的增加,沉积层的显微组织由网篮状结构向等轴状结构转变,最终演变为层状结构。α2(Ti3Al)相逐渐减少,γ(TiAl)相逐渐增多。不同的TiAl合金层具有不同的显微硬度。随着沉积层数的增加,显微硬度降低。研究结果对于激光沉积制造TiAl合金制备具有可接受的组织、织构、相组成和显微硬度具有参考价值。     

Effect of forced cooling on weld appearance and microhardness of electron beam welded QCr0.8 alloy

Electron beam welding of QCr0.8 chromium bronze was investigated to improve weld appearance and reduce the size of softened zone of the joints. Effect of forced cooling on weld appearance and microhardness of the joints was studied by both experiment and numerical simulation. Both welding with and without forced cooling were conducted and analyzed comparatively. The results showed that a quasi steady state temperature field and a large temperature gradient perpendicular to welding direction could achieved by forced cooling. A consistent weld width throughout the entire weld and smooth surface for both the top and bottom was achieved by forced cooling process. The width of softened zone of the joint was reduced from 2.6 mm to 1 mm by forced cooling.     

激光熔覆高铬铁基合金的组织形成机制及对显微硬度的影响

采用2 kW光纤碟片激光器在3Cr13不锈钢刀具表面进行同轴送粉激光熔覆高铬铁基合金,以提高刀刃的硬度.通过SEM,EDS,EPMA,XRD分析了熔覆层的显微组织及相组成,采用显微硬度仪进行了硬度测试.结果表明,在凝固的过程中,成分过冷和散热速度的不同,组织大致分为枝晶区、细晶共晶区、粗晶区三个区域,各区域内均分布有（Fe,Cr）₇C₃,可增加熔覆层的硬度和耐磨性.由于各区域内晶粒的大小不同,使得熔覆层内硬度呈阶梯分布.Ni元素的加入,促进熔覆层中基体奥氏体化,在刀具使用过程中可对高硬度的碳化物起韧性缓冲作用,从而保证了熔覆层的综合力学性能.     

Numerical simulation of thermal behavior during laser metal deposition shaping

Based on the element life and death theory of finite element analysis（FEA）, a three-dimensional multi-track and multi-layer model for laser metal deposition shaping（LMDS） was developed with ANSYS parametric design language（APDL）, and detailed numerical simulations of temperature and thermal stress were conducted. Among those simulations, long-edge parallel reciprocating scanning method was introduced. The distribution regularities of temperature, temperature gradient, Von Mise＇s effective stress, X-directional, Y-directional and Z-directional thermal stresses were studied. LMDS experiments were carried out with nickel-based superalloy using the same process parameters as those in simulation. The measured temperatures of molten pool are in accordance with the simulated results. The crack engendering and developing regularities of samples show good agreement with the simulation results.     

工艺参数对激光金属沉积铜钛合金复合材料的影响

为获得最佳设计方案,设计两种实验方案,通过改变工艺参数对铜钛合金复合材料进行激光金属沉积。从显微组织演变、硬度和力学性能三方面对所沉积的复合材料进行表征。结果表明：复合材料的显微组织由一次、二次和三次枝晶臂,针状组织和α+β共晶组织组成。两种实验方案结果表明,在激光功率为1200 W、扫描速率为1.2 m/min的条件下得到的样品E具有最高的硬度,其值为HV (190±42),但由于其脆性,因此出现一些横间裂纹;而在激光功率为1200 W、扫描速率为0.3 m/min条件下得到的样品B无裂纹产生,且其显微组织良好并含有较多的枝晶。得到的铜复合材料的应变硬化系数为3.35。     

退火温度对电沉积纳米晶镍组织结构与显微硬度的影响

采用脉冲电沉积法制备纳米晶镍,分析了退火温度对纳米晶镍组织结构与显微硬度的影响。利用差热分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪及显微硬度计对纳米晶镍的热稳定性、表面微观形貌、晶粒尺寸和显微应变及显微硬度进行了表征。结果表明,随着退火温度的升高,纳米晶镍的晶粒尺寸从室温时的20 nm左右逐步长大到400℃时的120 nm左右;显微应变从室温时的0.47%下降到400℃时的0.08%;显微硬度先上升,从室温时的530 HV0.01左右上升到200℃时达最大值660 HV0.01左右,此后显微硬度迅速下降,到400℃时只有330 HV0.01左右。     

激光金属沉积Ti-Zr-Ta合金的制备及其冲击释能特性研究

难熔金属型含能结构材料（ESMs）具有良好的力学性能和优异的冲击释能特性,但由于组元熔点高,利用传统的熔炼铸造法难以制备出大尺寸无缺陷铸件。本研究利用等离子旋转电极雾化制粉技术制备出Ti-Zr-Ta难熔合金粉末,结合激光金属沉积（LMD）技术制备了Ti-Zr-Ta难熔金属型ESMs,并对其组织结构、力学性能和冲击释能特性进行研究。结果表明,利用LMD技术可实现Ti-Zr-Ta难熔金属型ESMs的致密化成型,合金致密度达到98.75%,具有良好的力学性能,其准静态抗拉强度达到1202MPa。弹道枪试验结果表明,在1202m/s的冲击速度下,激光金属沉积Ti-Zr-Ta合金在27 L密闭靶箱内可产生0.144 MPa的准静态压力,释能特性优良。     

固溶后冷却方式对Inconel X-750合金组织和性能的影响

采用SEM、TEM、EDAX和相分析等分析手段,研究Inconel X-750合金固溶后不同冷却方式下组织和性能的变化。结果显示:水冷和油冷抑制合金中γ′相的析出,时效后均析出球形的γ′相。炉冷后合金中析出一次立方体形γ′相和二次球形γ′相,时效后再次析出球形γ′相;水冷和油冷后晶界上无碳化物析出,时效后晶界上均析出细小针状M₂₃C₆。炉冷后合金晶界上析出块状M₂₃C₆,时效后碳化物尺寸略微长大,形状基本不变;炉冷+时效后合金的强度最高,水冷+时效后合金的冲击性能最好。     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.