TiAl合金激光熔覆金属硅化物复合材料涂层组织研究

利用预涂NiCr-Si复合粉末对TiAl合金进行激光熔覆处理,分析了涂层的显微组织及其形成机理,并讨论了显微组织与预涂合金粉末成分的关系。结果表明:涂层的显微组织由初生块状Ti5Si3相及点状-γNiCrAl/TiSi共晶组织组成,随着预涂合金粉末中Si含量的增加,涂层中初生Ti5Si3块状相的体积分数增大,显微硬度提高,涂层与基体之间为良好的冶金结合。

激光熔覆Ni-Si金属硅化物复合材料涂层显微组织与耐蚀性

以Ni,Si,Cr元素粉末为原料 ,利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了Ni Si金属硅化物复合材料涂层。分析了该涂层的显微组织 ,采用测定阳极极化曲线的方法评价了该涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3 .5 %NaCl水溶液中的耐蚀性能。结果表明 :激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层组织由Ni2 Si初生胞状树枝晶及枝晶间少量FeNi/Ni31Si12 共晶组成 ,涂层表面平整、组织细小、与基体间为完全冶金结合 ;涂层组织显微硬度在HV80 0～ 95 0之间且沿层深分布均匀 ;由于涂层组织组成相Ni2 Si和Ni31Si12 等本身均具有很好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织 ,激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层在 0 .5mol/LH2 SO4 及 3.5 %NaCl水溶液中均表现出优良的耐蚀性能。激光熔覆Ni Si金属硅化物复合材料涂层可望成为一种很有发展前景的耐蚀涂层新材料。

激光熔覆Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层组织与耐磨性

以39Mo-35Ni-26Si(w％)合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制得以Mo_2Ni_3Si金属硅化物为初生相,以Mo_2Ni_3Si/NiSi共晶相为基体的金属硅化物耐磨复合材料涂层。涂层的常温干滑动磨损试验结果表明,在磨损过程中,Mo_2Ni_3Si/NiSi共晶相轻微地优先磨损,Mo_2Ni_3Si金属硅化物微微凸出于磨损表面,起到抗磨的骨干作用。由于Mo_2Ni_3Si金属硅化物具有很高的硬度和很强的原子间键合力,在磨损过程中难于变形和粘着,激光熔覆Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层具有优异的耐磨性,与1Cr18Ni9Ti标样相比,涂层的耐磨性提高了56倍。

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。

TiAl合金激光熔覆金属硅化物复合材料涂层耐磨性和高温氧化性能研究

利用预涂NiCr-Si复合粉末对TiAl合金进行激光熔覆处理,分析了原始TiAl合金和激光熔覆复合材料涂层的耐磨性能和高温抗氧化性能,讨论了磨损和高温抗氧化机理及其与预涂合金粉末成分的关系。结果表明,涂层的滑动磨损和耐磨性能有提高,但当耐磨相体积分数过高时,由于涂层脆性增大,其耐磨性呈下降趋势;涂层在1000℃恒温氧化条件下均具有较好的抗氧化性能,氧化层结构较连续致密,主要由-αAl2O3,TiO2和SiO2组成。预涂NiCr-40%Si混合合金粉末的激光熔覆复合材料涂层具有更好的耐磨性和高温抗氧化性能。

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MoSi_2金属硅化物复合材料涂层显微组织

MoSi_2以其高熔点(2030℃)、高使用温度(>1600℃)、良好的导热性和导电性等优良性能,被认为是继镍基高温合金之后极具竞争力的新型高温结构候选材料之一。但是,MoSi_2的低温脆性和中温氧化碎裂(PEST)难以克服。本文以Mo、Si合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在纯镍基材上制成MoSi_2金属硅化物复合材料涂层。分析了涂层的显微组织,测试了涂层的显微硬度。

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。

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。

Cr_(13)Ni_5Si_2/γ-Ni三元金属硅化物高温耐磨复合材料

采用激光熔化/连续沉积工艺制备出以Cr13Ni5Si2三元金属硅化物为初生相、以γ-Ni基固溶体为连续增韧相(基体)的三元金属硅化物耐磨复合材料(Cr13Ni5Si2/γ)。在高温滑动磨损条件下测试了Cr13Ni5Si2/γ复合材料的耐磨性能随温度的变化规律,并讨论了其磨损机理。结果表明,由于Cr13Ni5Si2三元金属硅化物具有原子结合力强和硬度-温度关系反常等特点,且Cr13Ni5Si2/γ复合材料具有优良的强韧性配合,以及Cr13Ni5Si2/γ复合材料在高温磨损过程中磨损表面能够形成转移覆盖层,Cr13Ni5Si2/γ材料在高温滑动磨损条件下具有非常优异的耐磨性能,较低的磨损温度敏感性和反常的磨损-温度关系。韧性基体γ-Ni的加入使Cr13Ni5Si2三元金属硅化物在600℃高温下滑动耐磨性能提高了3倍。

金属硅化物及其复合材料的研究进展

从金属硅化物的物理及力学性能出发指出了影响其应用的最大障碍是室温脆性,分析了金属硅化物的强韧化手段和机理,认为复合化是目前有效的强韧化方法,最后列举了金属硅化物常用的几种制备技术及其各自的优势和缺点,并且以MoSi_2为例综述了金属硅化物的应用现状。

激光熔炼W/W_2Ni_3Si金属硅化物“原位”复合材料的耐磨性

采用水冷钢模激光合金熔炼炉制备了以初生W树枝晶为增强相、以W_2Ni_3Si三元金属硅化物为基体的金属硅化物“原位”耐磨复合材料,分别在室温干滑动磨损及600℃高温滑动磨损条件下测试了上述W/W_2Ni_3Si金属硅化物“原位”增强耐磨复合材料的耐磨性,并讨论了其磨损机理,结果表明,上述金属硅化物耐磨复合材料在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性能。

钛合金表面激光熔敷Cr_(13)Ni_5Si_2基金属硅化物涂层组织与耐磨性

以Cr-Ni-Si合金粉末为原料、利用激光熔敷技术在钛合金表面上制得了Cr13Ni5Si2基金属硅化物冶金涂层,在干滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能。结果表明,激光熔敷Cr13Ni5Si2基金属硅化物涂层组织主要由Cr13Ni5Si2初生树枝晶及少量Cr13Ni5Si2/Cr3Ni5Si2共晶组成,涂层在干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能。

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。

激光熔覆Mo-Si难熔金属硅化物高温涂层的加工工艺、组织与性能

以Mo -Si合金粉末为原料 ,采用激光熔覆技术在奥氏体不锈钢 1Cr1 8Ni9Ti表面上制得了由初生MoSi2 树枝晶、块状FeMoSi初生相及枝晶间MoSi2 /α片层状共晶组织组成的难熔金属硅化物高温复合材料涂层。通过优化激光熔覆加工工艺 ,发现并合理利用激光熔覆过程中的自预热效应和预置Mo、Si粉末在熔池前无激光辐射下的高温反应合成两种影响因素 ,首次实现了无裂纹Mo -Si难熔金属硅化物激光熔覆涂层的制备。涂层组织均匀、致密 ,与基材间为完全冶金结合。

陶瓷防隔热瓦表面难熔金属硅化物涂层的研究进展

金属硅化物因具有高熔点、高辐射及高温抗氧化性而成为高超声速飞行器陶瓷防隔热瓦表面涂层最具潜力的材料。综述了难熔金属硅化物作为大面积区域采用的陶瓷隔热瓦表面高发射率涂层材料和高温区采用的陶瓷防热瓦表面抗氧化涂层材料的研究现状,介绍了涂层制备方法的优缺点,提出了陶瓷复合材料表面涂层当前研究中存在的问题及潜在的发展方向。

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 .

金属硅化物的应用与发展

回顾了金属硅化物在电热元件、高温抗氧化涂层以及集成电路电极薄膜等功能元器件方面的应用、存在的问题和改进的措施。

Mo_2Ni_3Si/NiSi复合材料涂层的滑动磨损行为

以Mo-Ni-Si合金粉末为原料,使用激光熔敷技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备出Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层。应用OM、SEM、EDS和XRD方法分析了涂层的显微组织。Mo_2Ni_3Si/NiSi复合材料涂层由初生的Mo_2Ni_3Si三元金属硅化物树枝晶和枝晶间的Mo_2Ni_3Si/NiSi共晶组织组成。在常温和高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性能。在常温滑动磨损条件下,Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着载荷的增加缓慢增加;在高温滑动磨损条件下,Mo_2Ni_3Si/NiSi金属硅化物复合材料涂层的质量损失随着温度的升高缓慢下降。

激光熔敷Ti5Si3/NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与高温抗氧化性能研究

以Ti—Si—Ni混合合金粉末为原料,利用激光熔敷技术,在高温、高强钛合金BT9表面制得了以金属间化合物Ti5Si3为强化相、以金属间化合物NiTi为基体的金属间化合物快速凝固高温抗氧化复合材料涂层。在1000℃恒温氧化50小时的试验条件下测试了涂层的抗氧化性及氧化动力学曲线,分析了复合材料涂层及氧化膜的显微组织结构及相组成。