H13钢表面激光熔覆Ni60A合金组织及性能分析

利用HUST-5000横流CO2激光器在H13热作模具钢表面制备了Ni60A镍基合金涂层。采用金相显微镜和XRD等对熔覆层的微观组织及成分进行了分析,利用显微硬度仪和磨损试验机分别测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。分析表明,激光熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层的组织主要由FeNi3、Ni2Si和γ(Fe-Ni)等相组成;熔覆层显微硬度HV0.2在800~900之间,明显高于H13钢基体的硬度。摩擦磨损试验表明,在相同的条件下,熔覆层的耐磨性能是基体的2倍多,且随载荷的增加,磨损量的变化较小。     

熔覆层厚度对激光熔覆316L涂层组织及性能的影响

利用YLS-6000型掺镱光纤激光器在27SiMn液压支架立柱表面进行不同厚度单道次316L合金粉末熔覆,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、显微硬度计及电化学分析等手段,研究了熔覆层厚度对涂层组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:随着熔覆层厚度的增加,熔覆层组织由单一的柱状晶结构演变为平面晶、柱状晶和树枝状晶组成的层状结构,熔覆表层的显微硬度不断降低,熔覆层的自腐蚀电位和极化电阻率不断增大,自腐蚀电流密度不断减小;与0.3 mm、0.5 mm厚熔覆试样比较,1.0 mm厚熔覆层试样的自腐蚀电位和极化电阻率值均最大,分别达0.053 V和22.881Ω·cm2,自腐蚀电流密度最小,为1.018 mA·cm-2.综合得出,1.0 mm厚熔覆层试样的耐腐蚀性最佳.     

钛合金表面激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的微观组织

在TC4合金表面进行了激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的试验,利用扫描电镜,电子探针和X射线衍射仪等对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度,结果表明,激光熔覆涂层的组织是在初晶γ-Ni和γ-Ni与Ni3B等相组成的多元共晶基底上分布着TiB2 和TiC颗粒,熔履层的显微硬度在HV900－1100之间,比基体钛合金提高了3－4倍。     

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.     

钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和胞状晶组成,镍基涂层微观组织主要由和树枝晶组成;铁基涂层的显微硬度为5417 HV,镍基涂层的显微硬度为5923 HV,约为基体显微硬度（2207 HV）的2~3倍;铁基、镍基涂层均与20Cr13钢基体表面形成了较好的冶金结合,二者表面硬度均有了有显著提升,在熔覆区采用Ni60A镍基材料时的显微硬度要比采用M2铁基材料时的显微硬度高,而在热影响区部位两者显微硬度相差不大;铁基涂层的自腐蚀电位（-021 V）略高于镍基涂层的自腐蚀电位（-023 V）,铁基涂层的耐腐蚀性优于镍基涂层。     

显微组织对激光熔覆合金层热疲劳性能的影响

采用Ｕｄｄｅｈｏｌｍ法进行了激光熔覆然基合金层的热疲劳试验，观察了热疲劳裂纹萌生及扩展特性，结果表明，热疲劳裂纹易于在脆性相及枝晶间形核，并优先在枝晶间扩展，控制脆性相的生成，适当粗化枝晶及减小枝晶区间，有利于提高激光熔覆合金层的热疲劳抗力。     

激光熔覆Mo2C-Co基合金的工艺参数对其组织的影响

利用10kW的CO2激光器在409L铁素体不锈钢表面激光熔覆w(Mo2C)=20%的Mo2C/Co基涂层,运用SEM、EDS、XRD及显微硬度仪观察和分析激光功率和扫描速度对熔覆层成型性、尺寸、组织及性能的影响.结果表明:激光熔覆合理的工艺参数为:P=3.6kW,v=8mm/s;钴基熔覆层组织由平面晶、柱状晶、树枝晶构成,熔覆层中物相主要为Mo2C颗粒、亚共晶γ-Co和共晶碳化物Cr23C6、Cr7C3;由于Mo2C颗粒加入,凝固组织的晶粒尺寸减小、晶粒细化,涂层的显微硬度从870HV提高至1 400HV.     

热等离子弧熔覆合金涂层的制备与组织性能

在自制的热等离子非转移弧熔覆设备上用Stellite Ni60合金在钢的表面上进行熔覆处理。用优化后的熔覆工艺参数可以获得零稀释率的熔覆层，而且熔覆层与基体结合牢固。在对熔覆层进行化学成分，组织结构分析后发现：熔覆层可以分为三层组织结构，这三层组织结构的形成与熔池的凝固过程有关。实验结果证明，热等离子非转移弧是一种比较理想的熔覆热源。     

激光熔覆CoCrFeMnNiMox高熵合金涂层的微观组织及性能

45钢存在耐磨性能及耐蚀性能较差等问题.采用激光熔覆技术在45钢表面制备了CoCrFeMnNiMo_x(x=0.00, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00)高熵合金涂层,研究了Mo元素对高熵合金涂层的微观组织和性能的影响.结果表明：CoCrFeMnNiMo_x高熵合金涂层由单一的面心立方(FCC)固溶体组成.含Mo元素涂层微观结构为典型的枝晶和枝晶间结构,这是熔池在凝固过程中的非均质形核现象导致的.涂层的显微硬度随x值的增大而升高,其中Mo_1.00涂层硬度最高为2.391 GPa,定量计算表明固溶强化是显微硬度提升的主要原因.随着Mo质量分数的升高,磨损机制从黏着磨损演变为磨粒磨损和氧化磨损.其中,Mo_1.00涂层具有最低的体积磨损率(0.68×10^-4 mm³/(N·m)).根据点缺陷模型理论分析了涂层钝化对耐蚀性能的影响.添加Mo元素提升了涂层钝化行为的脱水速率,使得氧化物层变厚,进而提升了涂层的耐蚀性.涂层的腐蚀机制为晶间腐蚀,Mo_0...     

扫描速度对硅钢表面激光熔覆层组织和硬度的影响

在低硅钢表面激光熔覆Fe-Si粉末制备高硅熔覆层,研究了激光扫描速度对熔覆层宏观形貌、相组成、显微组织、成分及硬度分布等的影响.结果表明,不同扫描速度条件下熔覆层表面均由-αFe(Si),-γFe(Si)和FeSi2组成;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势,组织不均匀性得到改善;同时,熔覆层厚度减小,导致稀释率减小,使熔覆层平均硅含量提高,显微硬度提高.通过调整激光扫描速度,获得了无裂纹缺陷,且与基体呈良好冶金结合的熔覆层,最佳扫描速度为2.5 mm/s.     

20Cr13钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和...     

镍基金属陶瓷激光熔覆层组织及摩擦磨损性能

采用5 k W横流CO2激光器在45钢基体上熔覆自制的镍基金属陶瓷涂层,对熔覆涂层的成型性、物相组成、组织形貌、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:激光熔覆层成型良好,组织细密均匀,主要为Ni-Fe固溶体中分布Fe2B,WC,M7C3型及M23C6型碳化物。熔覆层靠近基材的组织为发达树枝晶,中上部为基体组织上分布着大量长条状及少量零散分布的菊花状物质,但上部晶粒分布的方向性减弱,晶粒更加细小致密。熔覆层搭接时,搭接界面存在着生长方向多与结合面相垂直的树枝晶组织过渡区。熔覆层的显微硬度约600 HV0.2,沿搭接方向没有明显波动,其摩擦系数、磨损失重及磨损程度较基体45钢明显降低,耐磨性显著提高。     

激光熔覆制备Fe-Si合金涂层显微组织分析

在碳钢表面预置3Fe/Si混合粉末和Fe3Si粉末,采用激光熔覆技术制备Fe3Si金属间化合物涂层.利用扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪和X射线仪对熔覆层组织进行分析,测试其显微硬度.结果发现,熔覆层与基体冶金结合良好,熔覆层组织主要由γ-Fe和Fe3Si金属间化合物组成.Fe3Si相的形态主要呈现为规则的多边形等轴晶和不规则的等轴晶.Fe3Si涂层组织比3Fe/Si涂层均匀细化,且硬度也比较高.     

La2O3对Ni基合金激光熔覆层组织和耐磨性的影响

在Ｎｉ基自熔合金粉末中添加不同量的Ｌａ２Ｏ３,并利用激光形成熔覆层。利用扫描电镜、Ｘ射线能谱仪、Ｘ射线衍射仪、显微硬度计和环块摩擦磨损实验机等对激光熔覆层显微组织、化学成分、相结构、显微硬度和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,在激光熔覆层中添加Ｌａ２Ｏ３能细化和净化显微组织;降低基材对熔覆层的稀释率;减小固溶体的晶格常数;提高熔覆层的显微硬度;降低熔覆层摩擦系数并提高其耐磨性能。该文还探讨了Ｌａ２Ｏ３作用的机理。     

激光熔覆FeNiCrAl合金涂层的组织与腐蚀性能

在304不锈钢表面激光熔覆FeNiCrAl合金粉末,获得无裂纹耐腐性能优良的熔覆层,其厚度1.5～2.0 mm.利用SEM 分析熔覆层的显微组织结构,并测试熔覆层的腐蚀性并绘制极化曲线.结果表明,激光熔覆处理后涂层迅速熔化和冷却,组织由均匀的不规则多边形晶粒组成;熔覆层的自腐蚀电位比熔覆基体提高约70 mV、且自腐蚀电流密度比基体低,可知涂层的耐腐蚀性能相对基体要高很多.     

Nb对等离子熔覆NbC-WC/镍基复合涂层的组织性能的影响

采用等离子熔覆技术成功制备了不同(Nb+C)/WC比例的镍基复合涂层,借助高分辨扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、室温干滑动摩擦磨损试验机、三维形貌仪对复合涂层的组织及力学性能进行了表征。实验结果表明,涂层底部区域存在未熔WC颗粒,随着Nb含量的增加,WC的溶解行为得到促进;涂层由NbC、WC、γ(Fe, Ni)和M₂₃C₆组成;当n(Nb+C)∶n(WC)=2∶2时,涂层拥有较高的显微硬度(～750 HV_0.1)、较好的耐磨性能和相对光滑平整的磨损形貌;随着Nb的添加,涂层的磨损机制由粘着磨损转变为粘着磨损和磨粒磨损。     

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.     

激光熔覆-激光气体氮化方法制取TiCN-TiN复合熔覆层

采用500W YAG脉冲激光作为辐射源,TiCN粉末为熔覆材料,高纯N2气作为氮化元素和保护气体,利用激光熔覆-激光气体氮化(LC-LGN)方法,在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了以TiCN和TiN为主的复合熔覆层.研究了激光工艺参数对TiCN-TiN复合熔覆层成分的影响.对熔覆样品进行了XRD物相分析和显微硬度测试.结果表明:在激光功率和脉冲宽度一定的条件下,脉冲频率、扫描速度是影响TiCN-TiN复合层形成的主要因素.合适的工艺参数组合为:脉冲频率为15 Hz,脉宽为3.0 ms,扫描速度为2.0 mm/s.扫描速度小于2.0 mm/s时,熔覆过程中氧化现象严重,而高于2.0 mm/...     

激光熔覆Ni基涂层的稀释区与熔覆区界面形态及组织

在Ti6Al4V合金表面进行了激光重熔NiCrBSi/TiN，NiCrBSi/TiC喷涂层实验，利用扫描电镜和X射线衍射仪等手段对稀释区与熔覆区界面进行了观察。结果表明：NiCrBSi／TiC重熔层的稀释区与熔覆区界面平直，而NiCrBSi／TiN重熔层的稀释区与熔覆区的界面不复存在，是共晶组织和颗粒组织的混合区。分析认为，[C]、[N]活性原子在高温流动熔体内的不同行为，强烈地影响稀释区与熔覆区的界面性质。NiCrBSi／TiC、NiCrBSi／TiN激光重熔层中稀释区与熔覆区界面TiC和TiN相的形成，遵循化学反应的基本规律，即电负性原则。     

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.