等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料, 采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度. 使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为. 结果表明: 材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层＞0Cr13Ni5Mo＞1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造WCp /Ni基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe ,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ - (Fe ,Cr ,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征 ,提高了涂层与基材之间的匹配性 ,缓解应力集中 ,避免裂纹形成 ,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

抽油机光杆激光熔覆表面耐磨损性能研究

以抽油机光杆常用20CrMo钢为基体材料,选择Co基、Ni基和Fe基合金粉末为熔覆材料,使用HGL 9450-000型5 kW横流CO2激光器,采用同步送粉方式进行激光熔覆加工,获得了组织致密无宏观缺陷的激光熔覆层.利用硬度计和MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对20CrMo钢及三种自熔合金涂层试样进行耐磨损性能研究.     

宽带激光熔覆铸造ＷＣp／Ni基合金复合涂层结合界面组织特征

研究了宽带激光熔覆铸造ＷＣp/Ｎｉ基合金复合涂层结合界面组织特征。结果表明结合界面微区组织特征为细小的共晶体组织、过渡层组织以及白亮带组织。白亮带及过渡层中主要含有Fe,Cr,Ni,Si等元素。白亮带主要是单相的γ－(Fe,Cr,Ni,Si)固溶体组织。从熔覆区→过渡层→白亮带的平均显微硬度值呈梯度分布。复合涂层结合界面主要元素、微观组织结构和显微硬度呈梯度分布的特征,提高了涂层与基材之间的匹配性,缓解应力集中,避免裂纹形成,实现了基材与涂层良好的冶金结合。     

激光熔覆原位自生TiC增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.     

激光熔覆WC/Ni60B复合涂层在水润滑滑动摩擦环境下的磨损特性

采用激光熔覆技术制备了Ni60B镍基合金涂层以及微米WC、纳米WC和微-纳米WC颗粒增强的Ni60B基复合涂层(分别称为WCm、WCn和WCmn复合涂层).对制备涂层在Amsler200磨损试验机上进行了不同载荷和滑动距离的水润滑滑动磨损试验.结果表明:WC颗粒的加入显著提高了Ni60B涂层的耐磨性.WCm复合涂层和纳米WCn复合涂层的耐磨性差别不大,但磨损形貌不同.涂层在水润滑环境下的磨损量均远远低于干滑动摩擦,其原因是水膜的支撑或隔离作用降低了涂层与磨轮之间的接触应力,水的冷却作用减少了摩擦热引起的温度升高,降低了涂层摩擦表面的温升和热软化.水润滑摩损条件下,WCm和WCn复合涂层中过饱和W元素发生扩散和聚集.     

等离子熔覆Fe-Ni基合金导辊组织结构及失效分析

采用等离子熔覆技术将Fe-Ni基高温耐磨合金粉末熔覆到45#圆钢上,制备了Fe-Ni基合金导辊. 采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了Fe-Ni基合金涂层的组织结构和Fe-Ni基合金导辊的表面失效情况. 结果表明:Fe-Ni基高温耐磨涂层组织形态良好,由涂层与基体的结合界面处到涂层的上部其组织由平面晶向树枝晶转变;γ-(Fe,Ni)的含量在涂层中按底部-中部-上部的方向依次降低,而(Cr,Fe)7C3的分布正好相反;Fe-Ni基合金导辊的失效机制为热疲劳开裂和磨粒磨损.     

原位生成TaB_2颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

以Ta粉、B粉和Ni60A粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备原位生成TaB_2颗粒以增强Ni基复合涂层。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计以及摩擦磨损试验机对复合涂层的显微组织、物相、显微硬度以及涂层耐磨性进行分析研究。结果表明,镍基复合涂层形成良好,没有气孔和裂纹等缺陷,涂层与基体呈现良好的冶金结合。熔覆层由原位生成的TaB_2颗粒相、Fe-Cr相及Cr_7C_3相组成。TaB_2颗粒弥散分布在基体上,氩弧熔覆涂层的平均显微硬度达到11.50 GPa,比基体Q235钢提高约4倍。在室温干滑动磨损条件下,该熔覆涂层的耐磨性比基体提高约12倍。     

Nb2O5对镍基合金激光熔覆层组织的影响

为了在钢材表面制备出质量良好、组织细化的镍基合金激光熔覆层,采用激光熔覆技术,在A3钢表面进行了镍基合金粉末添加Nb2O5的熔覆试验.通过对激光熔覆工艺参数及Nb2O5含量的优选得到了质量良好的熔覆层.使用金相显微镜、扫描电镜、电子能谱和X射线衍射仪对熔覆层进行了显微组织和物相分析,并测试了熔覆层显微硬度及摩擦性能.结果表明,当Nb2O5含量为15%,激光功率1.4 kW,扫描速度2 mm/s时,可以获得无裂纹、无气孔且与基底呈冶金结合的质量良好的熔覆层.Nb2O5的加入既提高了镍基合金熔覆层中的强化相比例,又细化熔覆层的组织,抑制粗大针状脆性硬质相的形成,降低熔覆层的裂纹敏感性.Nb2O5/Ni60激光熔覆层的硬度虽然降低,但耐磨性比纯Ni60提高约一倍.     

碳钢表面激光熔覆镍基合金涂层及其高温磨损行为

应用激光熔覆法,采用镍基NiCrSiB合金粉末,在20#碳钢表面制备了熔覆涂层.利用X射线衍射仪分析熔覆层的相组成;利用摩擦磨损实验机对熔覆层的高温耐磨性能进行了研究;利用扫描电镜观察熔覆层形貌.结果表明:所制得熔覆层组织均一、致密,与基体形成了良好的冶金结合.镍基合金激光熔覆层硬度提高到基体的4倍;高温磨损率约为基体的1/3.熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,固溶强化和硼化物、硼碳化物等析出相的强化作用.     

Q235钢表面硬质合金喷涂层的磨损特性研究

用超音速火焰喷涂方法在Q235钢表面进行了WC硬质合金粉末的喷涂.在MRH-5A型滑动磨损试验机上,对涂层进行室温下的干滑动摩擦磨损性能测验,借助于扫描电镜观察磨损试样磨面形貌.通过对摩擦磨损数据进行分析,结果表明:Q235钢表面用WC硬质合金喷涂后,耐磨性大大提高,涂层磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损.     

模具钢表面激光涂覆硬面合金层的研究

本文应用１．５ｋＷ横流式ＣＯ２气体激光器将ＮｉＷＣ２５，Ｎｉ５５，Ｆｅ４５０，ｓｔｅｌｉｔｅ１２等四种硬面合金粉末涂覆在Ｙ４模具钢的表面，用扫描电镜能谱仪、光学显微镜、Ｘ射线衍射仪、显微硬度计、耐磨实验机等分别对合金层的剖面元素分布、合金层的微观组织、相组成、显微硬度及耐磨性等进行了较详细的测定分析．研究结果表明：合金涂覆层与基材在激光作用下能形成良好的冶金结合；合金层的组织是以过饱和奥氏体基相上弥散分布着碳化物和硼化物的多元共晶组织；该合金层具有优于Ｙ４模具钢的耐磨性能，其中以ＮｉＷＣ２５合金层的耐磨性最优异．     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.     

牙轮钻头滑动轴承材料磨损性能的正交试验

要保证牙轮钻头在高转速下的使用寿命，关键在于轴承，严重的粘着磨损即胶合，是牙轮钻头滑动轴承主要的失效形式，本文针对一系列可供选择的滑动轴承材料，以正交试验讨论了其相互配磨的摩擦系数与磨损量，为选择和配用滑动轴承材料提供了依据，试验分析知，经ＣＶＯ处理的硬质合金与硬质合金配磨时其摩擦系数较小，配磨副之间的磨损量最小，是理想的硬对硬滑动轴承材料．若为提高抗胶合性，则应选铅基巴氏合金等等．     

WC-钢基复合材料断裂韧性与断口形貌特征

采用单边切口梁法（ＳＥＮＢ）测试了１２种工艺状态的ＷＣ增强钢基复合材料的断裂韧性Ｋｃ,并用扫描电镜观察了其断口形貌．试验表明ＳＥＮＢ法对于ＷＣ－钢基合金的断裂韧性测试适用可行,数据稳定．研究发现数量众多（４０％左右）的硬质相对材料的断裂韧性起决定性作用,细化硬质相及加强硬质相－基体交互作用有利于材料断裂韧性的提高．断口的主要特征为ＷＣ解理、基体准解理及部分分散韧窝和韧窝带     

软氮化处理的铸铁材料的滑动磨损抗力

通过磨损试验、金相及X射线衍射分析等手段,研究了经软氮化处理的4种铸铁材料渗层(化合物层和扩散层)的滑动磨损抗力,结果表明,经处理的4种材料在干摩擦条件下其耐磨性与未处理的相比均有提高,其中H类材料优于Q类材料;耐磨性的提高主要归功于扩散层,且随扩散层深度的增加而增加;原材料的差异影响了渗层的质量状态,从而使各材料耐磨性提高的幅度各不相同。     

SiCp/ZL201复合材料切削加工性能研究

用硬质合金YG6和高速钢W18Cr4V为切削刀具,研究了碳化硅颗粒增强ZL201复合材料中的碳化硅颗粒含量及其尺寸等参数对切削加工性能的影响。试验结果表明:碳化硅颗粒尺寸越大、碳化硅含量越多,对刀具的磨损速度越快;在相同材料、相同切削条件下,高速钢比硬质合金刀具磨损速度快;碳化硅颗粒粗大,加工工件表面粗糙度大,且随颗粒含量的增加而增大,而碳化硅颗粒细小时,加工表面粗糙度较小,且随着颗粒含量的增加而减小。探讨了刀具磨损机理,认为复合材料对刀具的磨损属磨粒磨损。     

平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法

为了解决平面闸门行走支承滑动摩擦系数计算方法问题,提出了基于黏着理论的滑动摩擦系数计算方法,并将滑动摩擦问题转化成接触面之间的犁沟效应和黏着效应.其中硬材料表面粗糙峰被简化为圆锥体,顶峰的高度在均值附近呈现正态随机分布,应用此随机平面模型对软硬材料之间的犁沟效应进行分析.另外采用"鹅卵石"模型计算黏着效应.此公式在计算摩擦系数与相对滑动速度之间的变化关系时与前苏联学者Крагепьский等提出的变化趋势非常相似,此外其结果还与丁华东等所做的试验结果近似.另外钢对钢、钢对青铜以及钢基铜塑复合材料对不锈钢的摩擦系数随着速度变化的数值与《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74—95)中规定的摩擦系数变化范围很接近.因此证明所提出的公式在计算行走支承滑动摩擦系数时具有一定的可靠性.     

TiNi系形状记忆合金两体磨粒磨损机制研究

研究了硬度较低的ＮｉＴｉ系形状记忆合金的两体磨粒磨损行为,其耐磨性明显高于硬度较高的３８ＣｒＭｏＡｌ（氮化）合金,认为形状记忆合金（ＳＭＡ）的超弹性,弹性模量非线性,高强度及良好的耐疲劳性等因素的综合作用构成了ＳＭＡ的“自适应”磨损机制,这种“自适应”机制是ＮｉＴｉ系形状记忆合金具有极好耐磨性的根本原因。     

等径弯角挤压处理对TiNi合金磨损性能的影响

以热锻态Ti-50.6%Ni合金为原料,采用新型的等径弯角挤压(ECAE)工艺在高温下制备了微米级TiNi合金块体材料,考察了ECAE及退火处理对TiNi合金磨损性能的影响.结果表明,与原态合金相比,经过ECAE及退火处理的TiNi合金由于发生了严重的塑性变形,导致晶粒细化,从而提高了合金抗塑性变形的能力,改善了TiNi合金的耐磨性.TiNi合金磨损量随载荷和滑动距离的增加而增加;TiNi合金磨损表面主要表现为粘着磨损.