激光熔覆光斑形状对铁基涂层组织结构及耐磨性能的影响研究

采用线光斑激光熔覆技术和圆光斑激光熔覆技术在热作模具钢H13钢上制备铁基耐磨涂层,使用XRD、SEM、EDS等对比研究不同光斑形状对铁基涂层的熔覆效率、成分物相、组织结构和耐磨性能的影响。结果表明:采用圆光斑激光熔覆技术和线光斑激光熔覆技术制备的涂层皆为无缺陷涂层,由于线光斑激光熔覆技术具有更大的光斑面积、更快的扫描速度,使得线光斑激光熔覆涂层的熔覆效率是圆光斑激光熔覆涂层的4.4倍,稀释率更小,约为圆光斑激光熔覆涂层的1/5。因为圆光斑的线能量比线光斑的线能量大,导致圆光斑激光熔覆涂层中的马氏体和碳化物的含量高于线光斑激光熔覆涂层中马氏体和碳化物的含量,圆光斑激光熔覆涂层的硬度和耐磨性高于线光斑激光熔覆涂层。

线光斑激光熔覆Ni-Al金属间化合物工艺及组织研究

为了提高P92钢的耐高温氧化性能,采用线光斑在P92钢基体表面激光熔覆Ni-Al金属间化合物,对熔覆工艺参数进行了筛选,并对试样的组织形貌和成份进行了分析。结果表明,在筛选后的熔覆工艺下试样熔覆层未发现裂纹,无开裂倾向;P92钢基体熔化较少,基体中Fe元素扩散至顶部含量不到5%,熔覆层中主要物相为Ni3Al和NiAl,熔覆层顶部至基体部分的显微组织由等轴晶向树枝晶、柱状晶和平面晶转变。当激光功率1 800 W、扫描速度2 m/min、送粉速度为17 r/min、送粉气流量为8 L/min时,可以减少基体熔化和Fe元素扩散,从而对解决激光熔覆时Ni-Al金属间化合物熔覆层开裂、钢基体中Fe元素扩散问题提供了思路。

高强钢薄板T型接头焊接热屈曲变形的动态测试研究

采用XTDIC三维数字散斑系统研究高强钢薄板T型接头焊接动态变形规律。实验结果表明,在T型接头高强钢薄板焊接过程中,翼板会发生严重的失稳变形,提高翼板的屈服强度可以避免失稳变形。焊后冷却过程中,腹板与翼板的面外变形基本服从于翼板的屈服强度,冷却结束后,腹板的角变形与翼板的屈服强度有关。

超高速激光熔覆低稀释率金属涂层微观组织及性能

新兴的超高速激光熔覆技术通过对熔覆头的精巧设计,可实现激光、粉末路径最佳耦合,使粉末在飞行空间熔化且基体表面仅形成微溶池,在保证冶金结合的同时,大幅提高熔覆效率及粉末利用率,可制备厚度<100μm、稀释率<5%的均匀薄涂层。为进一步探索超高速激光熔覆涂层组织结构特点,扩展其应用范围,探讨了低功率下4种典型涂层的微观结构及性能。结果表明:超高速激光熔覆可制备120~500μm,无气孔、裂纹的高质量涂层;涂层组织致密,结合区多为粗大柱状晶,表层区以细晶为主;基体熔化区可低至数微米,稀释率可低至1%。其中,镍基碳化钨涂层、铝合金耐磨涂层硬度明显高于基体;钛合金阻燃涂层在激光烧蚀后,烧蚀坑深度降低,热影响区减小;高熵合金阻扩散涂层预氧化后形成以Al2O3为主的微米厚氧化膜,在上述涂层作用下,基体性能均得到提升。