激光熔炼/快速凝固γ/Cr_3Si金属硅化物“原位”复合材料研究

以Cr-Si-Ni合金粉末为原料,利用激光熔炼/快速凝固材料制备技术,制得了由金属硅化物Cr3Si及少量镍基固溶体γ组成的新型快速凝固γ/Cr3Si金属硅化物“原位”复合材料,该γ/Cr3Si金属硅化物“原位”复合材料显微组织由快速凝固初生Cr3Si树枝晶及枝晶间少量镍基固溶体γ/Cr3Si共晶组织组成。Cr3Si金属硅化物初生树枝晶体积分数随镍含量增加而减少,枝晶间γ/Cr3Si共晶组织体积分数随镍含量增加而增加。该激光熔炼/快速凝固γ/Cr3Si金属硅化物“原位”复合材料具有很高的硬度,并由于组织中韧性相镍基固溶体的存在及其细小均匀的快速凝固组织特征,而可望具有优良的强韧性配合。

激光熔敷Cr_2Ni_3Si/Cr_3Si金属硅化物复合材料涂层组织与高温耐磨性

以Cr-Si-Ni高纯预合金化粉末为原料、利用激光熔敷技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面上制得了以金属硅化物Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物Cr2Ni3Si为基体的快速凝固金属硅化物复合材料冶金涂层,分析了该涂层的显微组织,在高温滑动磨损条件下测试了其耐磨性能。研究结果表明,Cr3Si金属硅化物的体积分数对激光熔敷Cr2Ni3Si/Cr3Si复合材料涂层的硬度和高温耐磨性有显著影响。由于涂层中硬质耐磨相Cr3Si的抗磨骨干作用,在高温滑动磨损条件下该涂层具有优良的耐磨性能。

激光熔敷Cr_3Si/Cr_2Ni_3Si金属硅化物涂层耐磨性与耐蚀性研究

以 Cr- Si- Ni预合金化粉末为原料 ,采用激光熔敷技术在 1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备出以金属硅化物 Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物 Cr2 Ni3Si为基体的快速凝固金属硅化物冶金涂层 ,在滑动磨损条件下评价了其耐磨性能 ,并采用阳极极化方法分别评价了该涂层在 0 .5 mol/L 的 H2 SO4 及 3.5 % Na Cl溶液中的电化学耐蚀性能 .结果表明 ,在滑动磨损条件下 ,所研制的涂层具有优异的耐磨性能 ,在 0 .5 mol/L的 H2 SO4 及 3.5 % Na Cl水溶液中具有优良的电化学耐蚀性能 ,这归因于其组成相 Cr3Si及 Cr2 Ni3Si的优异耐磨耐蚀性 ,以及非平衡快速凝固过程导致的组织细化、致密化和均匀化 .

激光熔敷Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物耐磨复合材料涂层组织与抗磨性能

以Ni-42Mo-28Si和Ni-36Mo-24Si(质量分数计)合金粉末为原料,利用激光熔敷技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制得由三元金属硅化物Mo2Ni3Si初生树枝晶和枝晶间Mo2Ni3Si/NiSi共晶组织组成的复合材料涂层,考察了涂层镍含量及Mo2Ni3Si初生相体积分数对涂层在滑动干摩擦下的耐磨性的影响.结果表明:激光熔敷Mo2Ni3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层在滑动干摩擦条件下具有优异的抗磨性能;随着涂层中三元金属硅化物Mo2Ni3Si初生相体积分数的增加,涂层的耐磨性提高,摩擦系数降低;激光熔敷Mo2Ni3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层具有良好的载荷特性.

激光熔覆Ni_2Si/Ni_3Si_2金属硅化物合金涂层显微组织与耐蚀性

以Ni76Si24(质量百分数)合金粉末为原料,利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了组织由条状Ni2Si初生相及少量Ni2Si/Ni3Si2共晶组成的新型金属硅化物合金涂层。分析涂层显微组织并测定其在0.5mol/lH2SO4水溶液及不同浓度NaCl水溶液中的阳极极化曲线。结果表明激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层表面平整、组织细小、与基体为完全冶金结合,同时由于涂层的组织组成相Ni2Si和Ni3Si2本身均具有极好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织,该激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层在0.5mol/lH2SO4及3.5%NaCl水溶液中均具有优良的耐蚀性能。

激光熔化沉积Co/Co_3Mo_2Si三元金属硅化物耐磨合金显微组织

为改善三元金属硅化物Co3Mo2Si耐磨合金的室温韧性,利用激光熔化沉积方法制备了钴基固溶体增韧的Co3Mo2Si三元金属硅化物合金。结果表明:其显微组织由Co3Mo2Si初生树枝晶和枝晶间少量Co/Co3Mo2Si共晶组成;Co/Co3Mo2Si金属硅化物合金的硬度随Co3Mo2Si初生树枝晶体积分数的增加而提高;与激光熔化沉积Co3Mo2Si单相三元金属硅化物相比,钴基固溶体增韧的Co3Mo2Si三元金属硅化物合金的韧性显著改善,枝晶间钴基固溶体或Co/Co3Mo2Si共晶体积分数越高,合金的韧性越好。

热压制备Mo-Nb-Si系新型高温金属硅化物合金

以Mo粉、Nb粉和S i粉为原料,采用机械活化/热压工艺制备(Mo1-xNbx)5Si3(x=0,0.4,0.6,1.0)型高温金属硅化物。通过XRD、SEM和EDS等分析手段对合金试样进行物相分析、显微组织观察、微区成分分析及力学性能测试。结果表明:合金试样的主要物相为Mo5Si3、α-Nb5Si3、γ-Nb5S i3及其(Mo,Nb)5Si3和β-(Nb,Mo)5Si3固溶体相,Mo有助于高温相β-Nb5S i3的相稳定;随着Nb含量的增加,硬度值呈上升趋势,合金硬度较高,达1 311.5～1 397.5HV;试样的压痕断裂韧度和抗压强度呈先增加后降低的趋势,当x=0.6时断裂韧度和抗压强度达到最大,分别为4.71MPa·m1/2和1 637MPa,Nb5Si3和Nbss(Nb基固溶体)有助于合金断裂韧度的提高。

Ni含量对Cr_(13)Ni_5Si_2/γ合金高温耐磨性能的影响

研究了Ni含量对镍基固溶体(γ)增韧Cr13Ni5Si2三元金属硅化物合金组织及高温耐磨性的影响。结果表明,Cr13Ni5Si2/γ合金硬度及Cr13Ni5Si2初生树枝晶体积分数均随Ni含量的增加而降低。由于Cr13Ni5Si2的高硬度与Ni基固溶体γ高强韧性配合,Cr13Ni5Si2/γ合金在600℃高温滑动磨损条件下,表现出优异的耐磨性能并随合金中Ni含量增加而迅速增加。合金高温滑动磨损过程主要受Cr13Ni5Si2初生树枝晶的破碎与脱落过程控制。

激光熔敷Cr_2Ni_3Si/Cr_3Si金属硅化物复合材料涂层耐磨性研究

过渡金属硅化物Cr_3Si具有熔点高、高温蠕变性能好、高温抗氧化性能及抗热腐蚀性能优异等特点。本文以Cr—Si—Ni高纯预合金化粉末为原料、利用激光熔敷技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面上制得了以金属硅化物Cr_3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物Cr_2Ni_3Si为基体的快速凝固金属硅化物复合材料冶金涂层,分析了该涂层的显微组织,在高温及常温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性能。研究结果表明,由于涂层中硬质耐磨相Cr_3Si的抗磨骨干作用,在高温及常温干滑动磨损条件下该涂层均具有优良的耐磨性能。

难熔(Mo_(1-x),Nb_x)_5Si_3合金的制备与组织性能

为改善Mo5Si3的本征脆性,采用电弧熔炼/高温退火技术制备了(Mo1-x,Nbx)5Si3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)合金,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计等分析设备,对合金试样进行了分析测试。结果表明,Mo有助于高温相β-Nb5Si3的稳定;合金更倾向形成(Mo,Nb)5Si3及β-(Nb,Mo)5Si3固溶体,能谱分析表明有少量Mo3Nb2Si3三元相生成;Nb在Mo5Si3中的固溶度远大于在MoSi2中的固溶度;随Nb含量的增加,合金硬度呈现先增高后降低的抛物线规律,最高硬度(HV)达1616.7,试样退火后的硬度高于退火前的硬度;压痕断裂韧度较低,合金韧性没有明显改善。

热压法制备的(Mo_(1-x)Nb_x)_5Si_3合金组织及抗腐蚀性能

以Mo粉、Nb粉、Si粉为原料,采用热压法制备(Mo1-xNbx)5Si3(x=0,0.2,0.4)难熔金属硅化物合金,利用电化学测试及盐酸浸泡腐蚀实验,研究该合金在浓度为1 mol/L的HCl溶液中的腐蚀行为以及Nb含量对合金组织和耐蚀性的影响。结果表明,随Nb含量增加,(Mo1-xNbx)5Si3合金晶粒细化,相对密度和组织均匀性提高,x=0.4时晶粒尺寸和相对密度分别为44.1 nm和96.1%;阳极极化曲线表现出钝化-溶解-钝化的二次钝化行为;由于(Mo1-xNbx)5Si3合金高的化学稳定性及其表面形成MoO2、SiO2等钝化膜,因此该合金具有非常优异的耐HCl溶液腐蚀性能,且随着Nb含量增加,耐腐蚀性提高。Mo5Si3、Mo4NbSi3和Mo3Nb2Si3在0.1 mol/L的盐酸溶液中平均浸泡腐蚀速率分别为0.064、0.039和0.020 mm/a,远低于0Cr18Ni9不锈钢的平均腐蚀速率(12.04 mm/a)。

纳米Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体的机械化学合成

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法原位合成了纳米Al2O3/Mo5Si3复合粉体,并对固态反应过程进行了探讨。结果显示,球磨30 h后复合粉体的主要物相为Mo5Si3、Mo3Si及Al2O3,反应为机械诱导的自蔓延反应;随产物中Al2O3含量增加,Si烧损增加,复合粉体中Mo3Si含量增加;复合粉体粒度较小,在1-3μm之间;含Al2O3质量分数为20%-40%的Al2O3/Mo5Si3复合粉体球磨30 h后,Mo5Si3、Mo3Si和Al2O3的晶粒尺寸在31-79.3 nm之间,产物具有纳米晶结构;1000℃退火1 h后,复合粉体没有发生物相转变,粉体具有较好的稳定性。

Niss/Ni3Si共晶复合材料制备及摩擦性能研究

采用机械球磨/热压烧结技术制备了Niss/Ni3Si共晶复合材料,并对其微观结构和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:复合材料主要由韧性相Niss和Ni3Si增强相及晶界亚稳相Ni31Si12组成;复合材料具有良好的强韧性配合,其烧结相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为98.5%、668HV、741 MPa和8.92 MPa·m1/2。复合材料具有低的摩擦因数和磨损率,随摩擦载荷的增加,复合材料摩擦因数降低(从0.364降低到0.246),而磨损率缓慢升高(从4.32×10-4mm3·N-1·m-1增加到6.23×10-4mm3·N-1·m-1),其磨损机制由低载荷下的黏着磨损为主转变为高载荷下的磨粒磨损,同时存在氧化磨损。