CeO_(2)对WC/Ni复合熔覆层微观组织与性能的影响

本工作采用真空熔覆技术制备了不同CeO_(2)含量的WC/Ni复合熔覆层,通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计对复合熔覆层的微观组织、成分及硬度分布等进行系统分析。结果显示:与基体呈冶金结合的复合熔覆层组织致密,复合熔覆层由厚度2~3 mm且具有网状结构特征的复合层区与约300μm的过渡层区组成,根据熔合程度过渡区又分为冶金熔合区、扩散熔合区及扩散区;随着CeO_(2)含量的增加,复合熔覆层的晶粒逐渐细化、熔合质量提高,特别是过渡熔合区出现鱼骨状的析出相;复合区的网孔部位主要组成相为γ-(Ni,Fe)固溶体、FeNi_(3)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、Ni_(3)Si和NiB,网线区主要组成相为WC、WC_(2)、γ-(Ni,Fe)固溶体、共晶组织等;复合熔覆层的显微硬度由表面至基体逐渐降低,且随着CeO_(2)含量的增加硬度逐渐升高,CeO_(2)含量为1.5%时,达到最大值,其平均显微硬度比基体提高5~6倍。

Ni60+TiC等离子熔覆层的汽蚀特征

采用等离子熔覆技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了Ni60+TiC等离子熔覆层,采用磁致伸缩汽蚀仪对熔覆层的汽蚀特征进行了研究,并与ZG06Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢进行了对比,为了探讨汽蚀发生发展的过程,采用SEM对汽蚀破坏进行了原位观察。结果表明:熔覆层的组织由TiC、γ-Ni固溶体及γ-Ni固溶体与硼化物的共晶体组成,这种复合熔覆层具有高的硬度(800 HV0.2),抗汽蚀性明显优于ZG06Cr13Ni5Mo钢。两者的汽蚀形貌相似,均具有"扁形形貌";Ni60+TiC等离子熔覆层的汽蚀破坏首先从γ-Ni基体与TiC陶瓷颗粒的界面开始,同时γ-Ni基体产生塑性变形、裂纹、碎裂,当其不再包覆TiC陶瓷颗粒时,TiC颗粒脱落;ZG06Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的汽蚀破坏起始于马氏体板条界。

激光熔覆制备原位自生TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层的研究

为了在碳钢表面获得耐磨、耐蚀、抗热疲劳等综合性能优良的TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层 ,利用3kW连续波快速轴流CO2 激光器进行了一系列的激光表面熔覆实验研究 ,光斑直径 3 5mm ,扫描速度 3 10mm/s,送粉速率 3 2 6 g/min。实验结果表明 :利用送粉式激光表面熔覆技术 ,可以在碳钢表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层 ,涂层与基体呈良好的冶金结合 ,涂层宏观质量完好 ,无裂纹 ,但有少量的气孔。涂层组织由γ 奥氏体枝晶、CrB、TiB2 、M2 3 C6和TiC组成。经激光表面重熔后 ,涂层显微硬度达HV0 2 110 0 ,是基材显微硬度的 4

La_2O_3对激光熔覆TiC/Ni基复合涂层的影响

利用CO2横流激光器在低碳钢基体表面熔覆含稀土氧化物La2O3的镍基TiC金属陶瓷复合层,研究了不同含量的La2O3对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。结果表明,加入适量的稀土氧化物La2O3可有效改善激光熔覆复合层的显微组织,减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂;加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化,同时,熔覆复合层的耐磨性和耐蚀性明显提高。

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以N i60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能。

激光熔覆Ni/TiC复合涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢样品表面制备了Ni/TiC复合涂层,利用光学显微镜、SEM,EDS,XRD、显微镜硬度计及摩擦磨损试验机等检测设备研究了Ni/TiC复合涂层的组织和性能。试验结果表明:Ni/TiC复合涂层没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基体之间具有良好的冶金结合,涂层显微硬度沿层深皆呈明显的阶梯状分布,最外表面的熔覆层硬度最高,约为800 HV;熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了86.5%,表明Ni/TiC复合涂层具有较好的耐磨性能。

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

研究了采用自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性和渗透动力学。采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的组织进行分析,探讨了预制型成型无压熔渗浸渗工艺参数对Ni3Al/TiC复合材料成型的影响。结果表明,金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织;Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生;Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间延长而降低,且随预制件相对密度增大而降低。

TiC含量对TiC/Ni复合涂层组织、硬度及耐蚀性的影响

为了提高价格低廉的45钢的零件在苛刻环境中的使用寿命,采用激光熔覆技术在其表面制备了不同TiC含量的TiC/Ni熔覆层,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电化学工作站等分析了涂层的组织、硬度及耐蚀性。结果表明:Ni35熔覆层枝晶为富含Fe、Ni的γ-Ni固溶体,晶间为γ-Ni固溶体和富含B、C的M_(23)C_(6)、Cr_(2)B组成的共晶体,熔覆层从底层到上层依次为平面晶、胞状晶、柱状晶、柱状树枝晶、等轴晶和细等轴晶,枝晶中的Cr元素随着距熔覆层底部距离的增加出现富集。添加10%和20%TiC的熔覆层下层为粗大的柱状晶和柱状树枝晶,中层和上层为等轴晶,TiC以块状和四边形的形态分布于枝晶间。添加30%TiC的熔覆层分布有块状、杆状、粒状、鱼骨状和花瓣状的TiC,枝晶为细小的等轴晶。不同TiC含量的熔覆层硬度均呈现下层和上层硬度高,中层硬度低的现象。含10%TiC的熔覆层平均硬度最低,含30%TiC的平均硬度最高。未添加TiC的Ni35熔覆层腐蚀电流密度最小,钝化膜稳定性最好,耐蚀性最优,添加TiC后熔覆层的耐蚀性下降,但随着TiC含量的升高,熔覆层耐蚀性逐渐升高。

表面异构组织Ni/Al_2O_3熔覆层的制备与分析

运用真空熔覆技术在ZG45表面制备出与常规熔覆组织相比具有异常组织特征的Ni/Al2O3复合材料层。研究了制备工艺对熔覆层微观组织以及组织形成机制的影响。结果表明,1050℃×1 h工艺下能够制备出熔覆层表面光滑致密且与母材具有冶金结合的试样,熔覆层整体及界面组织致密、无夹杂,扩散层为白亮高镍合金,过渡层为Fe的细晶层。Al2O3颗粒均匀弥散分布在金属Ni基中,Al2O3颗粒与镍基合金的界面熔合效果良好,表面Ni基复合材料中的镍基合金在凝固过程中其晶粒的生长方向与热流方向呈一定角度分布。异常结构的形成是定向凝固过程中一种定向共晶的体现,表面复合熔覆层的表层硬度值最高,可达800 HV,其显微硬度自熔覆层表面开始至基体处呈现梯度分布。

激光熔覆Ni/TiB_2复合涂层的组织与性能研究

在45钢表面利用激光熔覆技术制备了Ni/TiB_2金属陶瓷复合涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计等,分析了涂层的显微组织特征、元素的分布以及涂层的机理等,并对试样硬度进行了测定。结果表明,在合理的工艺参数下,超细TiB_2的加入,细化了激光熔覆涂层的晶粒,熔覆层显微组织主要由细小的等轴晶组成,TiB_2陶瓷颗粒分布在枝晶间,而分解后的Ti均布于枝晶内,通过细晶强化、固溶强化及第二相强化等,大大提高了涂层的硬度。

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W_(2)C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m^(2)·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。

钛合金TC4激光熔覆NiCrBSi+Ni/MoS_2涂层组织和摩擦磨损性能

以Ni60+Ni/MoS2混合粉末为熔覆材料,采用Nd:YAG激光器在TC4合金表面进行了激光熔覆试验,利用OM、SEM、EDS、XRD等分析了激光熔覆层的微观组织,测试了激光熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,在激光熔覆过程中MoS2发生了分解,分解出的S与Cr反应形成了CrxSy不定比化合物,Ni60合金中的C与基材表层熔化的Ti反应形成了TiC。反应形成的CrxSy化合物呈近球状颗粒形态,TiC呈树枝晶形态,二者均匀地分布在熔覆层中。由于TiC的硬质强化作用和CrxSy的润滑作用,激光熔覆层不仅具有较高耐磨性能,而且具有低而平稳的摩擦系数。

电流对等离子堆焊WCp/Ni60复合层组织与性能的影响

分析不同转移弧电流下等离子堆焊制备的WCp/Ni60复合层的组织与硬度,研究转移弧电流对WCp/Ni60复合层的影响。通过控制转移弧电流,在Q235碳钢板上等离子堆焊Ni60+25%WC(铸造)粉末,在合理的工艺条件下获得了成形良好、无裂纹的等离子熔覆层;熔覆层硬度与等离子堆焊的转移弧电流的大小成正相关,当转移弧电流控制在135 A时,硬度达到590 HV5以上。不同转移弧电流下等离子堆焊WCp/Ni60复合熔覆层均出现了明显的分层现象,上层镍基固溶体与镍基共晶组织分布着粗大星状和针状Cr23C6,下层中WC颗粒在截面面积比例由165 A下的约15%增加到135 A电流下的约40%。

Q235表面激光熔覆原位TiC/Ni复合层显微组织研究

采用CO2激光器在Q235钢基体表面激光原位合成TiC/Ni复合涂层;借助于扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、ML-100型磨粒磨损试验机对涂层组织结构、物相、组成成分、硬度及耐磨性能进行了分析。结果表明:在Q235表面激光熔覆(Ni+Ti+C)混合粉末原位制备出了TiC/Ni复合陶瓷涂层,涂层组织细密、无裂纹、气孔且与基体呈良好的冶金结合,TiC颗粒呈现块状和花瓣状组织;从表层到底部TiC颗粒数量逐渐减少;添加Ti和C的复合涂层较镍基激光熔覆层,其显微硬度和耐磨性能都得到了一定的提高。

45钢表面激光熔覆WC/Ni基合金复合覆层的组织和性能

基于替代镀硬铬工艺在核电硬密封领域中的应用,采用半导体激光器通过侧向送粉,在45钢表面制备了无孔洞和裂纹缺陷的WC/Ni基合金复合覆层。微观结构观察显示WC硬质相以球状和块状弥散镶嵌在韧性Ni基合金母体中,获得了高硬度和高韧性的良好匹配;覆层横截面组织呈梯度分布,底部近基体界面处为柱状晶和平面晶,逐渐过渡到中部树枝状亚共晶,表层组织为等轴晶。球磨摩擦磨损试验结果显示,复合覆层的摩擦因数及比磨损率均较45钢基体分别降低48.3%和96.4%,其磨损形式以轻微磨粒磨损和氧化磨损为主。

钢表面TiC/Ni_3Al复合涂层及其冲蚀性能

采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面原位合成金属间化合物基复合涂层TiC/Ni3Al。研究了复合涂层的组织和抗冲蚀性能,探讨了涂层的形成及抗冲蚀机理。结果表明:采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面制得的TiC/Ni3Al复合材料无杂质相,颗粒分布均匀;随着预置层中(Ti+C)含量的提高TiC颗粒的数量增加,材料的硬度提高;涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,从熔合线到涂层外表面TiC颗粒的形态逐渐从细小球形转变为等轴状、树枝状;Al、Ni、Fe元素呈梯度变化,而Ti元素主要以TiC颗粒物的形式存在于涂层中。在不同冲蚀角度下复合涂层的冲蚀量均显著小于H13钢和0Cr17Ni7Al钢,表现出优异的抗冲蚀性能。

TC4表面激光熔覆TiC和TiC-NiCrBSi涂层的微观组织研究

采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备TiC和TiC-NiCrBSi涂层,研究了激光熔覆层的微观组织和硬度。结果表明,在TiC激光熔覆层中,表层(熔覆区)大部分TiC颗粒发生了熔化并以树枝晶形式结晶,底层(稀释区)TiC颗粒向钛合金中溶解并以树枝晶形式沉淀析出。随激光比能的增加,基底钛合金的稀释作用增加,熔覆层的硬度降低。在TiC-NiCrBSi激光熔覆层中,熔覆区中的TiC颗粒向Ni基合金中溶解并以细小的球状颗粒和树枝晶形式沉淀析出,随激光比能的增加,TiC颗粒的溶解程度增加。当TiC颗粒的体积分数超过50%时,TiC颗粒出现偏聚现象。TiC-NiCrBSi激光熔覆层的稀释区是Ni基合金和钛合金的混熔区,呈细小的树枝晶形态。

离心泵叶轮表面激光熔覆(Ti,W)C颗粒增强Ni基熔覆层分析

为提高离心泵叶轮表面激光熔覆Ni基熔覆层的性能,通过添加(Ti, W)C颗粒方式对其加强。对WC硬质相以及Ni基合金显微组织进行了表征,并对其耐磨性进行了测试。研究结果表明,制备形成了具有致密结构的熔覆层,整体组织形态较均匀。(Ti, W)C颗粒在高能量密度的激光作用下部分重熔,并与熔化的镍基粉末以及重熔的45钢基体发生凝固反应生成新的物相。在熔覆层的表面存在Fe_(3)Ni、Cr_(23)C_(6)与W_(2)C等物相。熔覆层合金区显微维氏硬度为623 HV,相对于45钢基体硬度获得了显著提升。(Ti, W)C颗粒增强Ni基熔覆层摩擦系数为0.32,与基体相比减小了47.2%;磨损量减小为9.67 mg,与45钢30.83 mg相比显著减小。熔覆层表面磨痕处存在不同尺寸颗粒,没有形成犁沟结构。磨痕内含有C、Ni、W、Cr化合物,可以有效保护基体组织,使其获得更强耐磨性。

激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。