激光熔覆TiCp/Ni基合金复合涂层的显微组织与性能

应用激光熔覆技术在45钢表面熔覆了TiCp增强Ni基合金复合涂层,通过SEM、TEM分析以及磨损试验,研究了复合涂层的组织及摩擦学特性。研究结果表明,TiC颗粒在熔覆层中发生部分溶解和重新析出;在凝固应力作用下,TiC颗粒与粘结金属界面之间存在孪晶和位错。熔覆层与基体形成交互扩散区,在该区中发现(Fe,Cr)23C6碳化物,同时还存在大量的α和γ微晶。涂层局部区域存在Ni-Si-B-RE非晶物相。稀土氧化物不能显著地提高复合涂层显微硬度,但能明显地减小复合涂层的摩擦因数,显著提高涂层的耐磨性。TiC质量分数为50％时,熔覆层具有最佳耐磨性。

高速激光熔覆Ni基合金涂层对球墨铸铁表面改性的研究

为提高球墨铸铁的表面性能,采用高速激光熔覆技术在其表面制备了Ni基合金涂层。分析了该涂层的物相、表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。结果表明:Ni基合金涂层主要由γ-Ni、Cr23C6、Ni2Si及Ni3B相组成。涂层表面平均硬度约为球墨铸铁的1.58倍,磨损量相较于基体磨损量减少65.7%;涂层以磨粒磨损为主并带有少量的剥落坑,基体主要为黏着磨损。Ni基涂层的自腐蚀电位Ecorr比基体的提高187.1 m V,同频时阻抗值大于基体的,其耐蚀性优于球墨铸铁的耐蚀性。

在镍基合金中添加稀土元素的作用简介

使用Ca和Mg,镍基合金中的氧、硫可以进一步降低。但是,在真空感应熔炼含Ni合金过程中,可能对进一步去除氧、硫具有最强作用的元素是La系元素或稀土元素,比如La、Ce以及含Ce的稀土金属,它们是人们所知的强氧化物和硫化物形成元素。

CH_(4)-CO_(2)重整反应用Ni基合金催化剂研究进展

CH_(4)-CO_(2)重整反应可以将CH_(4)和CO_(2)两种温室气体转化为理论上n(H2)/n(CO)=1的合成气,对于高效利用天然气资源和实现双碳目标具有重要意义。该反应常用的Ni基催化剂因其成本低、活性高,具备良好的应用潜力,但较为严重的烧结和积炭问题使其容易失活,稳定性至今无法达到工业化要求。通过在Ni中添加另一种金属形成合金是一种有效地提升Ni基催化剂稳定性的方法。为了加深对Ni基合金催化剂在CH_(4)-CO_(2)反应中作用机制的认识,并对今后研究提供指导,对近年来Ni基合金CH_(4)-CO_(2)催化剂的研究进展进行了综述。适量的贵金属(Ru、Pt和Rh等)或非贵金属(Co、Fe和Cu等)掺杂均可有效提升Ni基催化剂的抗烧结和抗积炭能力。贵金属一方面本身具有优秀的活性和稳定性,另一方面可改变Ni基催化剂的表面微观性质,发挥协同作用;非贵金属则大部分本身不具备显著催化活性,主要通过形成合金改变Ni的表面性质,进而影响还原或反应过程的机理。总结得到提升Ni基合金稳定性的机理包括:通过占据Ni台阶位抑制CH_(4)裂解,改变Ni金属原子电子云密度调控CH_(4)和CO_(2)吸附的活化能从而促进表面积炭的氧化消除,抑制烧结从而提高活性金属分散度,通过改变表面原子结构特征抑制积炭形核等,而对于Ni基合金表面微观结构特征和影响因素的深入理解是未来重要的研究方向。

TC4合金及其表面TiC_p/Ni基合金激光熔覆层的摩擦磨损性能

利用УТИТВ-100型销-盘式摩擦磨损试验机研究了TC4合金及其表面TiCp/Ni基合金激光熔覆层在大气和真空(真空度10-5Pa)环境中的干滑动摩擦磨损性能;采用透射电子显微镜分析了激光熔覆层的微观结构;用扫描电子显微镜观察TC4合金和TiCp/Ni基合金激光熔覆层磨损表面及其相应的偶件磨损表面形貌,进而对比分析了试验环境对材料摩擦磨损性能和磨损机理的影响.结果表明,材料在不同环境气氛压力下的摩擦磨损性能明显不同,TC4合金和TiCp/Ni基合金激光熔覆层在真空环境中的摩擦系数均高于在大气环境中的摩擦系数;TC4合金在真空环境中的质量磨损率低于在大气环境中的质量磨损率,TiCp/Ni基合金激光熔覆层在真空环境中的质量磨损率高于在大气环境中的质量磨损率.分析表明,TC4合金在大气环境中同硬质合金对摩时主要呈现氧化磨损特征,在真空环境中主要呈现粘着磨损特征;而TiCp/Ni基合金激光熔覆层在大气环境主要发生磨粒磨损,在真空环境中则发生磨粒磨损和粘着磨损.

激光熔覆TiC_p/Ni基合金复合涂层中TiC_p的行为

通过激光熔覆TiCp/Ni基合金复合涂层微观组织的研究表明，TiC颗粒在熔覆过程中表面发生部分溶解．当凝固时，溶解的部分TiC在残留TiC颗粒上重新外延生长析出，并与基体合金元素产生附加合金化；同时，TiC颗粒成为从激光熔体凝固各相优先形核的基底；TiC颗粒与凝固前沿间的相互作用控制其微观分布．

6061Al合金表面激光熔覆Ni基合金的组织及性能

将NiCrBSi合金粉末预涂于6061Al合金表面,采用高功率连续波2kWNd-YAG激光器进行激光表面熔覆处理。试验结果表明,铝合金对于波长1.06μm的激光具有很高的吸收率,选用合适的激光加工工艺参数和Ar气保护,可在铝合金表面获得致密的Ni-Al合金激光表面改性层,熔覆层的组织以Ni-Al金属间化合物为主,改性层的硬度Hv高达9000MPa以上,且与基体呈现良好的冶金结合。在3.5%NaCl水溶液中的阳极极化曲线测定及摩擦磨损试验结果表明,Ni基合金改性层明显改善了6061Al合金的电化学腐蚀及摩擦磨损性能。

激光熔覆WC颗粒增强Ni基合金涂层的组织与性能

利用15 kW横流连续输出CO2激光器在CCS?B钢板上熔覆WC颗粒增强Ni基合金涂层,研究了不同WC颗粒含量下熔覆层组织形态和显微硬度的变化规律。结果表明,在激光熔覆Ni基合金与WC颗粒混合粉末的过程中,WC颗粒发生溶解并与周围元素相互作用形成低熔点共晶,析出后分别以树枝状、块状与粒状等形态存在;随着WC含量增加,熔覆层上部区域γ?Ni枝晶先粗化后变细,熔覆层下部区域枝晶组织持续增多且粗化。随WC含量增加,熔覆层平均硬度增加,WC质量分数为0%时,熔覆层平均硬度约为基体的3倍,当WC质量分数增加到30%时,熔覆层平均硬度可达到基体硬度的4倍。

宽带激光熔覆WC_P/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性

研究了铸造WCP/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性。结果表明,梯度复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,涂层内有γ-Ni枝晶组织,γ-Ni+M23C6共晶组织以及凝固结晶析出的M6C、M23C6、M7C3等块状或条状组织;随着铸造WCP体积分数的增加,复合涂层摩擦系数减小,耐磨性增加。19-4试样的耐磨性最高值为4.61,是基材的3倍以上。梯度涂层的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损的复合作用。

Ni基合金激光熔覆层组织特征及凝固过程的研究

采用自动送粉方法 ,在 45钢表面激光熔覆 Ni基合金粉末 ,较为系统地研究了扫描速度对激光熔覆层显微组织特征的影响。实验结果表明 :Ni基合金粉末激光熔覆层显微组织由枝晶及块状 (或针状 )共晶组织构成 ,共晶碳化物的形态由化学成分确定 ;结合界面不存在白亮带 ,为细小亚共晶组织 ;离结合界面距离的增加 ,熔覆层组织逐渐变细 ,显微组织表现出明显不均匀性 ;提高激光扫描速度 ,明显细化了组织 ,提高了组织显微硬度 ,改善了熔覆层局部组织不均匀性。结合激光熔覆解析模型 ,计算出激光熔池局部特征凝固参数 。

TiAl/Ni基合金反应钎焊接头的微观组织及剪切强度(英文)

以Ti为中间层,对TiAl基金属间化合物与Ni基高温合金进行反应钎焊连接,研究反应钎焊接头的界面微观结构及剪切强度。通过实验发现,熔融中间层与两侧母材反应剧烈,生成连续的界面反应层。典型的界面微观结构为GH99/(Ni,Cr)ss(γ)/TiNi(β2)+TiNi2Al(τ4)+Ti2Ni(δ)/δ+Ti3Al(α2)+Al3NiTi2(τ3)/α2+τ3/TiAl。当钎焊温度为1000°C,保温时间10min时,所得接头的剪切强度最高为258MPa。进一步升高钎焊温度或延长保温时间,会引起钎缝组织中组成相粗化和脆性金属间化合物层的生成,从而导致接头剪切强度的降低。

316L不锈钢等离子熔覆Ni基合金涂层的组织与性能

利用等离子熔覆工艺在316L不锈钢基体上熔覆Ni基合金粉末制备耐磨耐蚀涂层,借助于金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,采用线性极化法研究了涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明,Ni基合金涂层组织主要为固溶大量Cr和Si元素的枝晶γ-(Ni,Fe)及Cr23C6相.涂层的显微硬度可达400～440 HV0.2,明显高于基体硬度(170～200 HV0.2),起到了显著的硬化效果。在3.5%NaCl溶液介质中,涂层的腐蚀电位负移约178 mV,基体的击破电位0.1 V高于熔覆层的击破电位-0.1V,说明该腐蚀体系下镍基合金涂层的耐腐蚀性能低于316L不锈钢基体.

改性铸造Ni_3Al基合金MX246组织与性能研究

研究了合金元素W,Mo,Y和Hf对Ni3Al基金属间化合物MX246高温力学性能与氧化性能的影响.实验结果表明,W和Mo的加入有利于合金高温力学性能的提高,成分为Ni-8.2Al-7.8Cr-0.1C-1Ti-0.5Hf-0.05B-4Mo-2W-0.01Y（质量分数,％）的No.6合金的高温强度和持久性能远优于MX246合金,其1100℃/100h氧化速率为0.0639g/（m2·h）,远低于MX246合金的0.2683g/（m2·h）,高温抗氧化性能的提高则主要归功于Y和Hf的作用.分析讨论了这些元素对合金性能的影响机制.优异的高温综合性能使研制的新型MX246合金在高温结构材料应用领域极具潜力.

Ni_3Al基合金IC6及MCrAlY包覆涂层的抗腐蚀性能

采用离子电弧镀的方法在Ni3 Al基合金IC6上涂覆了NiCrAlY ,NiCoCrAlY及NiCoCrAlYHf 3种MCrAlX涂层 ,测试了IC6合金及其涂层 90 0℃时的抗热腐蚀性能。利用电子探针、SEM、X射线等手段观察了腐蚀试样的微观结构 ,分析了腐蚀产物的组成 ,探讨了IC6合金及其涂层的腐蚀机理。结果表明 :3种涂层均使IC6合金的抗热腐蚀性能有明显改善 ,NiCoCrAlYHf涂层的效果最为显著 ,表面氧化膜的酸性溶解是造成热腐蚀的主要原因。

Ni_3Al基合金的研究与应用进展

近20多年来,Ni3Al基合金作为结构材料的应用成为材料学界的研究热点,取得了一些重大进展,主要包括:①硼对Ni3Al常温和高温韧性的显著效应;②在中温区铬对Ni3Al的韧化作用;③环境脆化的证实。合金元素的添加使得Ni3Al基合金的种类和应用场合各不相同。着重论述了近年来Ni3Al基合金在制备工艺、添加合金元素的作用、组织性能研究中所取得的进展,并介绍了近年来Ni3Al基合金及其复合材料在工程上的应用。

激光熔覆(WC+W_2C)_p/Ni基合金复合涂层的微观结构特征

运用XRD、SEM及显微硬度试验等手段研究了激光熔覆Co包铸造(WC+W2C)p增强Ni基合金复合涂层的微观组织特征,分析了Co包铸态(WC+W2C)p在激光熔覆过程中的冶金行为.研究结果表明:在激光熔覆过程中,(WC+W2C)p的Co包覆层完全熔化,(WC+W2C)p本身也发生部分溶解,其稳定性随W2C/WC比增大而降低;当熔池凝固时,(WC+W2C)p在涂层中的分布主要受激光熔池中存在的强烈对流和颗粒/凝固前沿相互作用所控制;依赖于局部成分,涂层中形成变成分的η1-M6C(M=Co、W、Ni)型碳化物,优先分布在(WC+W2C)p表面;涂层基体的典型组织由分布在γ-Ni+M23C6为主加硼化物Ni4B3、Ni3B和碳化物M7C3的伪多元共晶中的η1-M6C组成.

等离子堆焊原位合成WC增强Ni基合金改性层

为了进一步提高Ni基合金的耐磨性能,采用等离子堆焊技术在304L奥氏体不锈钢表面原位合成WC增强Ni基合金改性层.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销-盘磨损试验机等设备对改性层的显微组织、成分、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究.结果表明:当Ni基合金改性层中直接加入WC颗粒时,WC颗粒出现"沉底"现象,改性层组织不均匀,而通过原位反应合成的WC相呈块状弥散分布于整个改性层,加入适量的氧化钇后,改性层组织变得细小致密,WC增强相的形态、尺寸和分布等均发生了变化,改性层硬度显著提高,耐磨性提高了2倍以上.

激光熔覆成形Ni基合金层的研究

采用同轴送粉式激光熔覆工艺对Ni基合金粉末进行单道单层、单道多层及多道多层熔覆成形实验。结果表明:所形成的熔覆层与基体为冶金结合;内部组织由大量的枝晶和等轴晶构成且组织均匀、致密;熔覆层硬度最高达771HV0.2,为基体材料硬度的3～4倍,耐磨性显著提高;熔覆层内部无气孔出现,局部存在少量微观裂纹。

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

激光熔覆Ni基合金SiC涂层耐冲蚀性能的研究

采用激光熔覆技术分别在45#钢表面制备Ni基合金及Ni基合金 SiC涂层,研究了熔覆层的硬度和耐冲蚀性能,探讨了熔覆层的冲蚀磨损机理。