热处理时间对TiN-VC增强Co基合金涂层微观组织和耐磨性能的影响

利用激光熔覆技术在低碳钢表面制备了TiN-VC增强Co基合金涂层,系统研究了热处理时间对合金涂层微观组织和耐磨性能的影响.结果表明:650℃热处理3 h后,合金涂层相组成未发生变化,仍由γ-Co、Cr_(23)C_(6)、σ-FeV、TiN和VC相组成,650℃热处理5 h后,σ-FeV相消失.随着热处理时间增加,合金涂层中短棒状树枝晶和等轴晶数量逐渐增加,组织分布更加均匀;合金涂层的显微硬度先降低后增加,磨损失重先增加后降低.与未热处理的合金涂层相比,650℃热处理5 h后,合金涂层的平均显微硬度被提高了3.75%,磨损失重量被降低了6.0%.热处理后合金涂层的磨损机制均为磨粒磨损.

Ni基合金基体激光熔覆Co基合金涂层的微观组织与性能

利用CO_2激光热源在Inconel 600镍基合金基体上熔覆制备了纳米稀土Y_2O_3/Co-Cr-W系钴基合金涂层,并对涂层的组织及性能进行了分析。结果表明,Co基合金激光熔覆涂层由界面熔合区、柱状枝晶区及熔覆金属中心胞状区3个区域构成。稀土Y_2O_3/Co-Cr-W系钴基合金复合涂层距离表面2 mm左右显微硬度最高,为938.9 HV0.1,而Inconel 600基体显微硬度只有362.0 HV0.1。钴基合金涂层的耐磨性也大大高于基体组织,磨损40 min时磨损量为0.7 mg,只有基体组织的2.73%。

激光熔覆Co基合金/MoSi_2复合涂层显微组织分析

在304不锈钢表面预置Co基合金和MoSi2混合粉末,采用激光熔覆技术制备Co基合金/MoSi2复合涂层.利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和X衍射仪对熔覆层显微组织进行分析,并测试其显微硬度.结果表明熔覆层与基体呈良好的冶金结合.熔覆层中存在两种明显不同的凝固特征:一是MoSi2的添加量在0～20%之间,涂层组织主要由柱状树枝亚共晶和枝晶间共晶组成;二是MoSi2的添加量在30%～80%之间时,涂层组织主要是形貌各异的小平面树枝过共晶组成如竹叶状、星状、蝴蝶状、花瓣状等.其中Co基合金/40wt.%MoSi2复合涂层的平均显微硬度达到最大值1 455 HV0.2,是基体材料的4.9倍.

TiN对Co基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用5 kW CO2激光器在低碳钢表面熔覆Co基合金涂层及TiN/Co基合金复合涂层,研究了两种涂层的组织、显微硬度以及滑动磨损性能。结果表明,Co基合金涂层主要组成相为-γCo,-εCo,Cr23C6等,TiN/Co基合金复合涂层组成相为-γCo,-εCo,Cr23C6,TiN和TiC等。Co基合金涂层由发达的-γCo枝晶和其间共晶组织所组成,TiN/Co基合金涂层典型组织为等轴固溶体以及细小的共晶组织。TiN对熔覆层的组织有显著的改善作用,促使其组织细化,树枝晶向等轴晶转化,同时可显著提高Co基合金涂层的显微硬度及耐磨性能。

超音频感应熔覆钴基涂层的组织与摩擦磨损性能

为提高45钢的摩擦磨损性能,采用超音频感应熔覆技术在45钢基体上制备Co基合金涂层,研究涂层的微观组织形貌、物相组成、显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:Co基合金涂层与基体冶金结合,涂层内无孔洞、裂纹等缺陷;涂层物相组成复杂,主要由γ-Co、γ-(Fe,Ni)、Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)、Co_(7)W_(6)以及金属间化合物Co_(3)Fe_(7)和FeNi_(3)组成;钴基合金涂层的显微硬度约为573.1 HV_(0.2 N),是基体45钢(215.0 HV_(0.2 N))的2.67倍;在室温干摩擦条件下,钴基合金涂层的摩擦磨损性能优于45钢基体,其磨损形式为轻微的磨粒磨损和黏着磨损。

铜合金表面激光原位制备陶瓷颗粒增强钴基合金梯度涂层

用Co基新合金粉为梯度涂层原材料,在结晶器用Cu-Cr合金表面利用激光诱导原位制备陶瓷相增强Co基合金梯度涂层。对实验制备样品涂层的组织结构与性能进行了研究。结果表明,激光制备Co基梯度涂层的工艺参数为:激光平均功率50W,频率15Hz,脉宽3ms,扫描速度4.0 mm/s,搭接率20%～25%。实验制备出了3层具有不同成分和结构的梯度涂层,梯度涂层的主要组织是α-CoCr2(Ni,O)4合金相,而Fe-Ni,Cu-Ni以固溶相的形式存存其中,梯度涂层的各个分层中原位生成的碳化物陶瓷颗粒的数量、密度郜呈现由内层到外层逐渐增大的趋势。梯度涂层的平均显微硬度由铜合金基体的94HV呈梯度递增加到了最外层的432HV,摩擦实验表明梯度涂层的最少磨耗量为0.008g,表明激光原位制备的梯度涂层具有良好的耐磨性能。

激光熔覆Co基高温合金涂层的显微组织与耐磨性能研究

采用激光熔覆技术在304L不锈钢基体表面制备了Co基高温合金涂层,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析了涂层的显微组织、物相组成以及磨损表面形貌,测试了涂层的室温滑动摩擦磨损性能。结果表明:激光熔覆Co基合金涂层从底部到表层依次为"胞状晶—粗大枝晶—细小树枝晶"组织,主要由γ-Co固溶体、Fe_2Mo相及Co_7Mo_6相组成,涂层平均硬度约为630 HV,是304L不锈钢基体的3倍,室温摩擦磨损性能是304L不锈钢基体的1～1.5倍。由于难溶元素Mo的固溶强化及Fe_2Mo及Co_7Mo_6硬质相的弥散强化使涂层具有较好的耐磨性能。

结晶器铜合金表面激光原位制备纳米颗粒增强钴基梯度涂层

在Co基熔覆涂层材料成分与结构设计的基础上,利用脉冲激光诱导原位反应技术,在结晶器Cu合金基体材料上制备陶瓷相增强Co基梯度涂层。利用分析技术对制备涂层的组织结构、成分、性能和涂层形成机理进行了系统研究。结果表明,设计成分的梯度变化成功制备出具有3层梯度的Co基合金涂层,实现了涂层组织与性能的梯度变化。梯度涂层里没有裂纹和气孔缺陷,涂层与Cu合金基体形成冶金界面结合。激光诱导原位生成了纳米级Cr-Ni-Fe-C,MoNi4,Cr7C2,WC1-x等颗粒,起到了增强Co基合金梯度涂层的作用。梯度涂层各层的陶瓷颗粒数量呈现由第1层到第3层逐渐增多的趋势,硬度由铜合金基体的94 HV逐渐增加到最外层涂层的523 HV。涂层中石墨具有改善梯度涂层摩擦性能的作用。

水介质下2种摩擦副材料磨损行为和机理研究

针对水中兵器关键部件在服役过程中发生的摩擦磨损问题,开展适用于水介质下的摩擦副材料及其摩擦学性能研究。利用激光熔覆技术制备了Co基合金涂层,研究了Co基合金涂层及Co基合金-PEF复合涂层与2种合金材料在水介质条件下配副时的摩擦学行为,并与38CrMoAl-锡青铜摩擦副进行了对比。结果表明:在水介质中,38CrMoAl-锡青铜摩擦副具有最高的摩擦系数和磨损率,分别为0.420和1.503×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机理主要为严重的黏着磨损和磨粒磨损;Co基合金涂层具有较高的显微硬度和抗塑性变形能力,与GH2130和GH4169对磨时摩擦系数分别为0.209和0.306,磨损率为2.321×10^(-6)mm^(3)/(N·m)和4.283×10^(-6)mm^(3)/(N·m),磨损机理主要为磨粒磨损;Co基合金-PEF复合涂层与GH2130构成的摩擦副摩擦系数为0.079,涂层磨损率为1.257×10^(-8)mm^(3)/(N·m),在4种摩擦副中表现出最优异的摩擦磨损性能。