45^#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45#钢表面硬度及耐磨性能,采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层,利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织,利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度.结果表明,激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni+Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成,激光熔敷层的硬度在HV800～900之间.

超音速等离子喷涂Mo及Mo+30%(NiCrBSi)涂层的耐磨性能研究

采用超音速等离子喷涂在Al10Si合金基体上制备纯Mo和Mo+30%(NiCrBSi)涂层试样,通过对涂层微观组织、显微硬度、结合强度和环块滑动摩擦磨损等试验表明,在边界润滑条件下,含Mo涂层表现出良好的耐磨和减摩性能。Mo+30%(NiCrBSi)涂层综合性能优于纯Mo涂层,涂层中的Ni Cr固溶体对涂层具有固溶强化作用及铬的硼化物(Cr2B)、碳化物(Cr3C2)等硬质相的弥散强化,提高了涂层的硬度,起到了耐磨支撑作用。

高频感应熔涂NiCrBSi合金涂层的组织与性能研究

采用高频感应熔涂新工艺制备了N iCrBSi合金涂层,并与2种工艺(激光熔覆、氧乙炔喷焊)制得的涂层的性能进行了对比研究。结果表明,高频感应熔涂N iCrBSi合金涂层的表层硬度、耐磨性均优于激光熔覆涂层和氧乙炔喷焊涂层,而且高频感应熔涂涂层表面平整,后续加工量较少。

Mo元素对NiCrBSi合金激光熔覆层开裂敏感性的影响

采用CO2固体激光器,在45CrNi钢表面制备了添加成分(质量分数,%)为0,2.5,5.0,7.5,10.0Mo的NiCrBSi合金熔覆层,研究了Mo元素对熔覆层开裂敏感性的影响,并从线膨胀系数和熔覆层凝固组织特性两方面对其影响进行了分析.结果表明,NiCrBSi合金对裂纹很敏感,熔覆层表面出现大量横向宏观裂纹,NiCrBSi合金中添加质量分数5.0%Mo,可改善凝固组织中硬质相的成分和形态,降低熔覆层的线膨胀系数,二者综合作用,降低了熔覆层的开裂敏感性.

Ti6Al4V表面激光熔覆NiCrBSi+B_4C涂层的组织结构

选用NiCrBSi及2％民C混粉在Ti6Al4V合金表面进行激光熔覆处理，使基体中的Ti和B4C发生化学反应原位生成TiC、TiB2硬质增强相，制备出TiC与TiB2等增强相增强钛基复合材料涂层。综合运用XRD、SEM、EPMA和TEM等分析手段研究了优化熔覆工艺条件下的NiCrBSi＋B4C激光熔覆层的组织结构与相组成，并对复合涂层进行了硬度测试，结果表明：NiCrBSi＋2％B4C熔覆层的微观组织是在γ—Ni和Ni3Ti＋Ni3B共晶的基体上均匀分布着TiB2、TiC、CrB等相的多元组织，激光熔覆层的硬度比Ti6Al4V基体硬度提高到3～4倍。

NiCrBSi系合金聚焦光束堆焊层的微观特征

采用聚焦光束热源在 45钢母材上获得了镍基合金粉末堆焊层 ,研究了堆焊层的物相组成及母材热影响区的微观组织特征。X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析结果表明 ,Ni35堆焊层的显微组织由少量共晶基底上分布着大量初生的γ Ni枝晶组成。基底的绝大部分为M2 3 (C ,B) 6+γ Ni网状共晶 ,局部区域析出了γ Ni+Ni3 Si层片状共晶。母材表面半熔化区的形成使堆焊层与基材实现了熔化冶金结合 ,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大。母材热影响区的奥氏体在冷却过程中转变为类珠光体组织 ,随热影响区离熔合线距离的增加 。

Ti6Al4V表面激光熔覆NiCrBSi+B_4C涂层的工艺研究

采用JG-Ⅱ型CO2工业激光器,选用不同配比(均采用质量配比)的NiCrBSi和B4C粉末在TC4合金表面进行激光熔覆处理,通过原位自生法制备出TiC与TiB2等增强相增强钛基复合材料涂层;研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层质量及稀释率的影响。结果表明:激光熔覆层的宏、微观质量与熔覆材料种类和激光熔覆工艺参数密切相关;在优化的激光工艺参数:P=750W,d=3mm,δ=0.8mm(NiCrBSi+2%B4C混粉),δ=0.6mm(纯NiCrBSi粉),v=5mm/s时,获得了激光熔覆层表面连续均匀、内部无裂纹和气孔且与基底实现冶金结合的NiCrBSi和NiCrBSi+2%B4C激光熔覆层。

NiCrBSi堆焊层的电化学腐蚀失效过程

在碳钢表面制备NiCrBSi耐蚀合金堆焊层,采用腐蚀浸泡试验和交流阻抗法研究了镍基合金层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀失效过程。镍基堆焊层具有良好的耐蚀性能,交流阻抗测试过程中利用恒电位极化进行加速腐蚀。结果发现,夹杂物的存在是堆焊层发生局部腐蚀的根本原因,减少夹杂物的数目和减小夹杂物的体积可以有效提高堆焊层的耐蚀性能。堆焊层耐蚀性能稳定,阻抗随腐蚀的进行略有下降,腐蚀体系的等效电路为典型的Randles等效电路。如果堆焊层某些局部区域腐蚀严重,表面有基底露出点,则堆焊层阻抗显著减小,体系的等效电路发生变化,堆焊层与基底间即使没有发生宏观的电偶腐蚀也会失效。自然腐蚀电位测试结果证明,可以通过监测结构件电极电位的变化来判断堆焊层的腐蚀失效情况。

多道搭接激光熔覆NiCrBSi合金层组织及性能

为了改善40Cr钢的表面状态,拓展其应用范围,采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢表面多道搭接激光熔覆了N iCrBSi合金粉末,利用扫描电镜、金相显微镜、磨损试验机、盐雾试验机等对熔覆层的组织及性能进行了研究。结果表明:激光熔覆层由熔覆区、结合区和热影响区3部分组成。多道搭接激光熔覆层易产生裂纹,裂纹呈主裂纹带有少量分枝状,且几乎穿透整个熔覆层。激光熔覆层的耐磨性和耐蚀性随扫描速度的增加均呈现先升高后降低的趋势。搭接处的相对耐磨性、耐蚀性均不及非搭接处,这与搭接过程的重复扫描有关。

大面积激光熔覆NiCrBSi合金组织结构

采用CO2激光器及六轴六联动三维激光加工机床对40Cr钢进行大面积激光熔覆处理,利用扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪等仪器对熔覆层组织进行了研究。结果表明:激光熔覆涂层由熔覆区、结合区和热影响区三部分组成,涂层与基体呈冶金结合;涂层主要含γ-(Ni,Fe)、Ni3(Fe,Si,B)、Cr23C6相;多道搭接试样受"二次加热"效应的影响,搭接结合区的组织粗大,形态多样复杂且易产生裂纹;多层叠加熔覆层中心区域枝晶分解得较完全,第一和第二层熔覆层交界处不足以完全形成平面晶,仍以柱状晶外延方式生长。

WC-12Ni/NiCrBSi爆炸喷涂涂层制备及其滑动磨损特性

利用爆炸喷涂方法制备了不同比例的WC-12Ni/NiCrBSi涂层,研究了NiCrBSi含量对涂层的组织形貌、硬度与结合强度的影响,用扫描电镜和能谱仪分析了涂层的滑动磨损行为。结果表明:由于NiCrBSi的加入,改善了WC颗粒的熔融状态,提高了涂层的结合力,涂层中含15%的NiCrBSi时,可以明显的提高涂层的磨损抗力。

含钇真空熔结NiCrBSi合金涂层组织结构的研究

利用电子能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究了稀土Y对真空熔结NiCrBSi合金涂层化学组成和组织结构的影响。结果表明:稀土Y改变了合金涂层的化学组成、减轻了因碳钢母材中的Fe向合金涂层扩散而造成的“稀释”现象,降低了涂层的Fe含量,基本消除了NiCrBSi合金涂层中的针状相,促进了球状相的析出和细化。含稀土Y的真空熔结NiCrBSi合金涂层还析出了新的第二相Cr7_C3_和Ni2_B。

基于柔性金属布技术的梯度WC增强NiCrBSi合金涂层的制备及性能

采用折叠辊压技术制备NiCrBSi合金粉和WC合金粉体积比i分别为1∶1,2∶1,5∶1,10∶1,20∶1的WC合金增强NiCrBSi合金柔性金属布,将i为20∶1的金属布置于316L不锈钢基体上,再叠放一层其他体积比的金属布,采用真空钎焊制备得到4种梯度WC增强NiCrBSi合金涂层,研究了涂层中WC颗粒的分布以及涂层的耐磨性和拉伸性能。结果表明:当金属布厚度在0.5mm、钎焊保温时间为10min时成功制得梯度涂层,随着上层金属布中i的增大,涂层中WC颗粒分布的梯度斜率降低;梯度涂层明显提高了基体的耐磨性,且随着梯度斜率的增加,涂层的耐磨性逐渐增强,抗拉强度降低,在拉伸过程中,梯度斜率较大的涂层中会产生多条贯穿裂纹。

钛合金表面上两种镍基合金粉的激光熔覆研究

分别以NiCrBSi和NiCoCrAlY为预涂粉,采用CO2激光器,在Ti-6Al-4V合金表面进行激光熔覆镍基合金涂层的研究。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层进行分析,对比两种镍基合金粉的激光熔覆性能。分析发现,NiCrBSi涂层组织以-γNi为基体,含有Ni3B,TiB2,TiC,CrB等多种增强相,而NiCoCrAlY涂层组织主要为固溶多种元素的Ni基过饱和固溶体。NiCoCrAlY涂层组织以固溶强化和细晶强化为主,NiCrBSi涂层组织以第二相强化为主。虽然NiCoCrAlY粉比NiCrBSi粉的激光吸收率高,可以得到较厚的涂层,但是含有多种硬质增强相的NiCrBSi涂层硬度高于NiCoCrAlY涂层。

钛合金表面三种预涂材料的激光熔覆研究

为提高钛合金的表面耐磨性能,分别以N iCrBS i、N iCrBS i+B4C和B4C+Ti三种材料体系为预涂粉,在Ti-6A l-4V表面涂覆不同厚度的预涂层,采用CO2激光器进行激光熔覆工艺研究.在相同激光熔覆工艺条件下,对不同材料体系的涂层质量进行观察与分析,确认N iCrBS i+B4C材料涂层是三种材料体系中最好的.在激光熔覆过程中,N iCrBS i+B4C材料中的B4C和Ti发生反应,原位生成增强相,对涂层有强化作用.而且,N iCrBS i的加入控制了原位反应的剧烈程度,减少裂纹和气孔,保证了涂层质量.

紫铜上激光熔覆镍基自熔合金组织和性能研究

采用万瓦横流CO2激光器在紫铜表面熔覆镍基自熔合金熔敷层,并采用SEM、XRD、OM和显微维氏硬度计进行组织结构和硬度分析。结果表明:在紫铜表面完全可采用激光熔覆的方法制备镍基自熔合金的熔覆层,熔覆层与铜基体形成冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹、孔隙夹杂等缺陷,熔敷层内具有等轴晶、树枝晶及胞状晶等不同结构,并有WC、W2C、Ni3B等强化相颗粒。同时,与采用超音速火焰喷涂(HVAF)涂层进行对比,结果表明激光熔覆层硬度虽然低于喷涂涂层,但磨擦系数小,耐磨损性能有明显的提高。

高频感应熔覆温度场的模拟与验证

采用有限元法计算了高频感应熔覆NiCrBSi涂层的基体和界面在不同工艺参数下的温度分布,并采用高频感应加热技术在抽油杆钢35CrMo表面制备NiCrBSi涂层。模拟结果表明,在感应加热频率105 Hz,感应加热电流1400 A,感应加热时间14 s时,涂层达到了NiCrBSi的熔点1100℃,此时抽油杆与镍基涂层形成了冶金结合。通过对熔覆层组织形貌观察及相结构分析,验证了模拟结果的准确性和可靠性,为高频感应熔覆工艺参数的优化提供了理论依据。

船用柴油机气缸套内壁热喷涂方式的研究

气缸套作为船用柴油机的重要部件,承受着高温、高压、交变载荷等,极易发生高温腐蚀、穴蚀、磨粒磨损、粘着磨损、裂纹、烧蚀等破坏,由此对气缸套的材料要求也非同一般。因此通过两种性能较好的热喷涂的方式,在球墨铸铁气缸套内壁上制备NiCrBSi合金涂层,以达到提高气缸套内壁的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀、抗高温和高压冲击性等。

V_2O_5/NiCrBSi激光熔覆层开裂敏感性研究

在 4 5 #钢表面进行了对NiCrBSi合金粉末添加V2 O5的激光熔覆试验。通过优化激光熔覆工艺参数及V2 O5含量的优选 ,得到了质量良好、无裂纹且与基底冶金结合的熔覆层。实验表明 ,随V2 O5含量的增加 ,V2 O5对降低裂纹敏感性的作用逐渐明显直至最终消除裂纹。采用X射线衍射、扫描电镜对显微组织的观察分析表明 ,V2 O5降低熔覆层裂纹敏感性归因于V2 O5能够在快速凝固过程中起到均匀细化枝晶组织、抑制粗大块状脆性硬质相和提高覆层韧性的作用。

CeO2对NiCrBSi合金激光熔覆层滑动摩擦磨损性能的影响

采用Nd：YAG激光器，在45CrNi钢表面制备了添加有0、0．4％、0．8％和1．2％CeO2的NiCrBSi合金熔覆层。在MM-200环块摩擦磨损试验机上分别检测了4种熔覆层的滑动摩擦磨损性能。测试结果表明：经CeO2强化后熔覆层的耐磨性提高，摩擦因数略有下降。利用SEM分析磨损表面形貌可知：未加入CeO2的熔覆层对应的磨损机理是显微切削；加入1．2％CeO2熔覆层的磨损表面光滑，显微切削造成的沟槽明显减少。上述试验结果与熔覆层显微组织密切相关。