激光熔覆原位自生TiC-VC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

采用钛铁、钒铁、石墨等组分,利用5 kW横流CO2激光器,氩气保护在低碳钢板上制备了致密、无孔隙与基体呈冶金结合的原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基熔覆层。利用金相显微镜、X射线衍射、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织及性能。结果表明,钛铁、钒铁与石墨通过激光熔覆的反应,所得细小的TiC-VC复合碳化物增强相弥散分布Fe基体之中,熔覆层硬度从基体到表面呈梯度分布,较基体有显著提高。

Ti(C、N)陶瓷颗粒对镍基激光熔覆层组织和性能影响

采用CO2激光熔覆技术在铸造半钢轧辊表面上制备了含有Ti（C、N）增强相的镍基涂层，对重量比分别为20％、30％、40％的Ti（C、N）颗粒的3种熔覆层进行了研究。用X-射线衍射仪、扫描电镜和光学显微硬度计对复合熔覆层中强化相粒子的成分、形貌、尺寸及熔覆层的显微硬度进行分析。结果表明：Ti（C、N）相在（200）晶面的衍射峰强度最高，形貌呈近似圆形、菱形等不规则形状，大小在0．5-5．0μm之间；随着Ti（C、N）含量的增加，熔覆层的硬度明显提高，这主要是由于Ti（C、N）陶瓷颗粒在熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果。

激光熔覆制备Fe-Ti-Mo-C系复合涂层

采用钛铁、钼铁和石墨为激光熔覆粉末,利用激光多道搭接熔覆技术在碳钢基体上制备Fe-Ti-Mo-C复合涂层.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、电子探针对涂层的相结构和显微组织进行了研究.用显微硬度计和滑动磨损试验机,对涂层的硬度和耐磨性能进行测试.结果表明,涂层中原位生成了(Ti,Mo)C复合碳化物.(Ti,Mo)C呈面心立方结构,晶格常数略小于TiC晶粒.随着原材料中钼铁加入量的增加,涂层显微组织由铁素体、珠光体向马氏体转变,显微硬度和耐磨性增加,但抗裂性能降低.

时效处理对Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织性能的影响

研究了时效工艺对往复挤压Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响,并分析了时效处理的作用机制。结果表明:合金时效处理后晶粒尺寸略有增大,晶粒分布不均匀,晶粒直径10μm左右;晶界处的块状颗粒相部分溶解,在晶界或晶内析出1μm左右的二次颗粒相。时效后Mg-5Sn-1.5A1-1Zn-1Si合金的伸长率呈下降趋势,而抗拉强度、屈服强度和硬度大幅度升高,其中抗拉强度和屈服强度高达323 MPa和272 MPa。

原位生成Ti(C、N)/Fe基复合熔覆层的微观结构

用高能集中横流式的二氧化碳激光束作为诱导热源，在铸钢表面进行改性处理，形成了含有碳氮化钛增强粒子的铁基熔覆层。利用X射线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDX）、透射电镜（TEM）和选区电子衍射花样（SAED）等手段对复合熔覆层的微观结构及它们中第二相粒子的成分、形貌和尺寸进行了分析和研究。试验结果表明：先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了化合反应，原位生成了新的颗粒状Ti（C0.3N0.7）强化相。复合熔覆层的基体组织由树枝胞状晶α—Fe和Ti（C0.3N0.7）颗粒硬质相共同组成，新相Ti（C0.3N0.7）颗粒的形貌特征多呈不规则形状，大小在0．1～6．0μm之间，它们较均匀地弥散分布在熔覆层α—Fe基体上。硬质相颗粒Ti（C0.3N0.7）与熔覆层基体α-Fe之间结合紧密，界面干净光滑。

TB8钛合金形变时效强化分析

研究了冷变形后时效处理对TB8钛合金的力学性能和组织结构的影响。结果表明,TB8钛合金加工硬化效果较好,并且经冷变形时效后的强化效果明显高于固溶时效强化。通过光学显微镜与扫描电镜观察到,冷变形后晶粒会产生明显变形,变形量越大,时效过程中析出相数目越多,在析出强化与细晶强化的共同作用下,大大提高了材料的综合力学性能。

循环热处理对镁合金组织和力学性能的影响

研究了不同冷热循环处理工艺对AZ31材料的组织和力学性能的影响。研究发现,与单纯热处理相比,先在液氮中进行1 h深冷处理,再进行573 K×1 h热处理后的AZ31材料的硬度提高了12.78%,抗拉强度提高了8.77%,而先经过573 K×1h热处理,再经过1 h深冷处理作用处理后,材料的伸长率可提高22.97%。

激光熔覆复合层中内生Ti(C_yN_(1-y))颗粒生长机制

利用激光熔覆技术在工件表面进行改性处理,形成了含有碳氮化钛增强粒子的复合熔覆层.利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)对熔覆层中第二相粒子的成分及形成机制进行了分析.结果表明,先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了化合反应,原位生成了新的颗粒状Ti(CyN1-y)强化相.激光熔覆过程中,初始加入的TiN颗粒度不同,形成Ti(CyN1-y)的机制也有所差异.较小尺寸的TiN受热后能够分解,生成新的TiC和TiN相,它们通过固溶反应,最终生成近似方形或菱形规则形状的Ti(CyN1-y)颗粒.较大尺寸的TiN颗粒受热后只有边缘发生分解,而芯部仍为未分解的TiN,最后形成环形结构的Ti(CyN1-y)颗粒.

运用振动时效消除榨辊补焊面残余应力的研究

针对榨糖用榨辊在修补后,补焊位置产生残余应力,引起榨辊变形的问题,首先分析了残余应力产生的机理及其分布情况,根据榨辊残余应力的分布情况,制定了振动时效处理的方案,对支撑位置进行了选取。依据设计方案,在现场,针对榨辊进行振动时效处理。结果表明采用振动时效方式可以有效地消除榨辊修补后的产生的残余应力。

CeO_2对激光熔覆Ni基合金涂层组织与性能的影响

采用Nd:YAG激光器通过同步送粉方式,在20Cr2Ni4A钢基材上制备了添加一定稀土氧化物CeO2的Ni基合金熔覆层。通过扫描电镜、X射线能谱,分析研究添加的稀土对熔覆层组织形貌、元素分布的影响,用显微硬度计测量熔覆层的硬度分布。结果表明,CeO2的加入对镍基熔覆层的组织起到明显的细化和净化作用,使二次枝晶间距减小,夹杂物含量显著降低,枝晶生长的方向性减弱,组织趋向均匀;由于硬质相的析出和细晶强化的作用,熔覆涂层的显微硬度值比未添加稀土的涂层提高了40～70HV。

激光熔覆Zr/FeCSiB涂层的组织和性能

采用激光预置熔覆法 ,通过在FeCSiB合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Zr,在中碳钢基体上制备原位析出的颗粒增强铁基复合材料表层。利用光学显微镜、场发射电子扫描显微镜 (能谱仪 )和金相组织分析系统 ,对熔覆层显微组织、硬质颗粒的成分及其分布规律进行了观察与分析。其显微组织特征是树枝状的先共晶奥氏体分布在共晶基体上的亚共晶介稳组织 ;奥氏体在随后的冷却过程中转变为马氏体 ;熔覆层与基体成良好的冶金结合。熔覆层内析出的硬质颗粒是以ZrC为主的复合碳化物 ,主要分布在枝晶内与枝晶间 ;单道搭接熔覆层颗粒的体积分数分别为 1.96 %、2 .2 %～ 3.84 % ;显微硬度值在 80 0HV0 .2 ～ 110 0HV0 .2 之间。

激光熔覆工艺参数对单道熔覆层宏观尺寸的影响

研究了扫描速度、送粉速率对单道熔覆层的宽度、高度及单道熔覆层接触角的影响。结果表明,熔覆层的宽度、高度随扫描速率的增大而减小;熔覆层的宽度随送粉速率的改变变化不大;熔覆层的高度随送粉速率的增加而增加;接触角随熔覆层高宽比的改变而变化。

40Cr钢表面激光熔覆层的磨损性能

为研究模具钢熔覆层的磨损性能,采用铁基粉在40Cr钢表面进行激光熔覆,以激光熔覆层为上试样,GCr15钢珠为下试样,采用HT—500磨损试验机进行摩擦磨损试验,并与40Cr基体的磨损性能相对比。利用表面形貌仪测量磨痕深度和宽度。研究结果表明:载荷小于250 g时,相同载荷下基体的摩擦系数大。载荷小于300 g时,随磨损时间延长,熔覆层、基体的摩擦系数都随着载荷增加而减小。当载荷为300 g时,基体的摩擦系数在0.563～0.589之间变化,平均值为0.576,且随时间逐渐升高,耐磨性变差;熔覆层的磨擦系数在0.431～0.457之间变化,平均摩擦系数为0.444,磨痕深度和宽度分别是0.65 mm和1.096μm,且随时间逐渐下降,表现了良好的耐磨性能。当载荷增加到500 g时,平均摩擦系数和磨痕深度比300 g时分别增加了75%和47倍,且摩擦系数逐渐升高,磨损性能下降。

激光强化铸铁活塞环的磨损性能

为降低活塞环、缸套摩擦副的磨损和改善配副性，采用激光熔覆和电镀技术在球墨铸铁表面分别制备原位析出颗粒增强金属基复合材料表层和镀铬层。分别以激光熔覆和镀铬强化的球墨铸铁为上试样，灰铸铁为下试样，模拟活塞环和缸套的工作环境，进行SRV快速磨损实验。实验结果表明：镀铬活塞环和灰铸铁缸套配副，摩擦系数在0．1170～0．1332范围内变化，且随摩擦时间的延长，摩擦系数逐渐增加，其磨损机制为粘着磨损；在相同的工艺条件下，激光熔覆强化的活塞环与灰铸铁配副，摩擦系数在0．067～0.085范围内变化，随摩擦时间的延长逐渐降低，其磨损机制为微切削。

激光熔覆的研究发展状况

介绍了激光熔覆的机理；激光熔覆的工艺、组织性能（包括粉末加入方法、激光熔覆工艺、激光束及离焦量的选择、激光熔覆的组织性能等）；激光熔覆的应用；激光熔覆存在的主要问题及解决的措施（包括覆层的冶金质量、熔覆层的开裂、裂纹、微观偏析与显微应力等）等各方面研究发展状况，指出了激光熔覆的今后发展方向（如激光熔覆过程中的应力应变动态产生过程、减少覆层一基材界面应力，开发梯度材料、解决与大功率激光器配套的系列装置及添加元素的熔覆方式和工艺稳定性问题等）。

激光熔覆原位自生TiC-VC复合增强铁基合金层的研究

利用钛铁、钒铁、石墨等组分,采用5 kW横流CO2激光器在低碳钢板上熔覆制备出原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基合金层.利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针及滑动磨损试验机,研究了合金熔覆层的显微组织及性能.研究结果表明,通过钛铁、钒铁与石墨之间的反应,可以得到TiC-VC复合碳化物增强相,细小的TiC-VC复合碳化物颗粒弥散分布在Fe基体之中,合金熔覆层的耐磨性在一定范围内随增强颗粒的增加而提高.

GW63K耐热镁合金的力学性能优化

对GW63K镁合金进行不同工艺的T6热处理。结果表明:固溶处理不但可以提高合金的强度,还能使其保持良好的塑性,而时效处理能使T4态GW63K合金的强度进一步提高,但会降低其伸长率。随着T61、T62、T63和T64四种热处理中固溶温度从545℃降低到525℃,GW63K镁合金的强度基本不变,而伸长率得到提高;固溶温度继续从525℃降低到515℃,GW63K镁合金的强度开始下降,而伸长率继续提高。对比后发现,T63态合金的力学性能完全满足技术指标要求,为最佳热处理工艺。

激光熔凝层组织与摩擦学特性的研究

为研究激光熔凝层的磨损性能,在灰铸铁材料表面进行激光熔凝.以激光熔凝强化的灰铸铁为上试样,灰铸铁为下试样,模拟活塞环、缸套工作环境,进行标准的SRV快速磨损试验.利用表面形貌仪测量配副双方的磨损深度,扫描电子显微镜观察熔凝层、磨痕形貌.结果表明：激光熔凝层显微组织为先共晶奥氏体分布在共晶基底上的亚共晶,显微硬度变化范围在HV0.2800～HV0.21 200之间.上、下试样磨损深度分别为2.04 μm和1.35 μm,摩擦系数在0.072 8～0.082 2范围内变化,磨损机制为磨粒磨损.

稀土CeO_2对镍基纳米Al_2O_3激光熔覆复合涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了不同CeO2含量的镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度测试。结果表明,随着CeO2含量的增加,熔覆层组织由亚共晶向共晶组织转变;加入1.0%CeO2对镍基纳米Al2O3熔覆层的组织起到明显的细化和净化作用,枝晶生长的方向性减弱,组织趋向均匀,熔覆涂层的显微硬度值比未加稀土的涂层提高了60-95HV0.2。

Ti6Al4V激光熔覆材料合金体系与熔覆工艺研究

在 Ti6Al4V合金表面进行了 Ti C、Ti+ 33% Ti C、纯 Ti粉多种材料体系的激光熔覆试验研究 ,获得了表面质量较好的激光熔覆层。通过对不同材料熔覆层宏观质量的对比分析 。