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高温高应变速率下激光熔覆Inconel 625合金动态压缩力学性能及本构关系
1
作者 雷经发 沈朝阳 +2 位作者 刘涛 王璐 孙虹 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第5期188-199,共12页
为揭示Inconel 625(IN625)合金材料在高温高应变速率下的力学行为和变形机理,制备激光熔覆IN625试样,利用分离式霍普金森压杆开展动态压缩实验,获取试样在25~1000℃和1000~3000 s^(-1)下的真应力-真应变曲线,对冲击加载前后试样的微观... 为揭示Inconel 625(IN625)合金材料在高温高应变速率下的力学行为和变形机理,制备激光熔覆IN625试样,利用分离式霍普金森压杆开展动态压缩实验,获取试样在25~1000℃和1000~3000 s^(-1)下的真应力-真应变曲线,对冲击加载前后试样的微观结构进行表征,分析了晶粒取向、晶界演化以及位错密度的变化规律。结果表明:激光熔覆IN625合金具有明显的应变速率强化和温度软化效应。室温动态压缩后,晶粒取向改变明显,与未加载试样相比,其平均晶粒尺寸显著减小,同时位错密度和小角度晶界的数量显著增加,晶体取向择优性降低。高温动态压缩后,试样的平均晶粒尺寸进一步减小,相较于常温动态压缩,位错密度与小角度晶界数量均有所降低并且晶体取向择优性进一步减弱。考虑应变速率-温度耦合作用和绝热温升影响的Power-Law(P-L)本构模型能够准确预测激光熔覆IN625合金在25~1000℃和1000~3000 s^(-1)条件下的塑性流动行为。 展开更多
关键词 激光熔覆in625合金 高温高应变速率 动态力学行为 微观组织 本构模型
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激光熔覆Inconel 625合金动态剪切响应及微观组织演变
2
作者 刘涛 李思悦 +2 位作者 雷经发 王璐 沈朝阳 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期28-36,共9页
开展激光熔覆Inconel 625(IN625)合金动态剪切力学特性及微观结构演化规律的研究,可以为材料力学性能优化提供理论指导。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对激光熔覆IN625合金开展不同环境温度(20、600、800℃和1000℃)和加载应变率(40000... 开展激光熔覆Inconel 625(IN625)合金动态剪切力学特性及微观结构演化规律的研究,可以为材料力学性能优化提供理论指导。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对激光熔覆IN625合金开展不同环境温度(20、600、800℃和1000℃)和加载应变率(40000、60000 s^(-1)和80000 s^(-1))下动态剪切实验,获得动态剪切应力-应变关系。结合扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)对加载前后材料的微观形貌和晶体结构进行表征。结果表明:激光熔覆IN625合金应变率强化效应和温度软化效应显著,高温下温度软化效应主导材料力学行为。相比于未加载试样,常温动态剪切实验使材料呈现明显的剪切织构,位错密度升高,平均晶粒尺寸减小,小角度晶界占比由29%增至85%。与常温加载相比,高温动态剪切实验使材料晶体择优取向强度和位错密度均降低,平均晶粒尺寸进一步减小,小角度晶界占比由85%降至73.5%。 展开更多
关键词 激光熔覆 in625合金 动态剪切 微观组织
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激光熔覆Inconel 625合金高温高应变率下的力学行为及本构模型
3
作者 雷经发 赵晨霞 +2 位作者 刘涛 沈朝阳 李思悦 《材料导报》 北大核心 2025年第4期186-192,共7页
为研究激光熔覆Inconel 625(IN625)合金在高温高应变率下的力学行为,制备激光熔覆IN625合金试样,获取了试样在四种温度(25℃,600℃,800℃,1 000℃)和三种应变率(1 000 s^(-1),2 000 s^(-1),3 000 s^(-1))下的压缩应力-应变曲线,并构建... 为研究激光熔覆Inconel 625(IN625)合金在高温高应变率下的力学行为,制备激光熔覆IN625合金试样,获取了试样在四种温度(25℃,600℃,800℃,1 000℃)和三种应变率(1 000 s^(-1),2 000 s^(-1),3 000 s^(-1))下的压缩应力-应变曲线,并构建了适用的本构模型。结果表明:激光熔覆IN625合金在四种温度和三种应变率下的应力-应变曲线均存在弹性和塑性阶段。在各温度下,材料的屈服强度和流动应力均随着应变率的增加而增大,表现出明显的应变率强化效应。在各加载应变率下,材料的流动应力和屈服强度均随着温度的升高而降低,表现出显著的温度软化效应。基于应力-应变数据,以Johnson-Cook(J-C)本构模型为基础,通过温度软化指数和应变率敏感系数拟合对模型进行修正,结果表明,模型拟合值与实验结果吻合较好,可准确地描述材料的力学行为。 展开更多
关键词 激光熔覆 in625合金 高温高应变率 力学行为 本构模型
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激光熔覆高熵合金涂层耐腐蚀性能研究进展
4
作者 陈小明 张哲 +3 位作者 魏鑫 王拓 吴一栋 惠希东 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期477-481,共5页
作为20世纪新型表面处理技术,激光熔覆所制备的高熵合金涂层性能优异,在各大领域得到了广泛应用。研究发现,零部件的腐蚀主要发生在材料表面,导致材料的损耗和失效,降低了材料本身的安全性和可靠性。本文综述了国内外激光熔覆高熵合金... 作为20世纪新型表面处理技术,激光熔覆所制备的高熵合金涂层性能优异,在各大领域得到了广泛应用。研究发现,零部件的腐蚀主要发生在材料表面,导致材料的损耗和失效,降低了材料本身的安全性和可靠性。本文综述了国内外激光熔覆高熵合金涂层在合金元素和工艺因素上对涂层耐腐蚀性能的影响,总结了存在的问题,提出了今后的发展方向。 展开更多
关键词 激光熔覆 合金元素 工艺因素 耐腐蚀 辅助处理
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激光熔覆Fe_(60)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(10)非晶合金涂层的组织及性能研究
5
作者 唐翠勇 谢文彬 +2 位作者 邹泽昌 刘娟 陈学永 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期74-77,83,共5页
采用激光熔覆工艺在45钢基材表面对Fe_(60)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(10)非晶合金粉末进行不同激光功率的熔覆试验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、电化学工作站对涂层的物相组成、微观组织形貌、显微硬度和耐腐蚀性能进... 采用激光熔覆工艺在45钢基材表面对Fe_(60)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(10)非晶合金粉末进行不同激光功率的熔覆试验。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、电化学工作站对涂层的物相组成、微观组织形貌、显微硬度和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,涂层与基材呈良好的冶金结合,无明显的裂纹和孔洞等缺陷。随着激光功率的增加,涂层的稀释率增加,涂层的显微组织由非晶+等轴晶转变为非晶+网状晶和颗粒状晶,直至完全胞状晶。当激光功率为1000 W时,涂层具有最高的显微硬度为873 HV,约为基体材料的3.8倍,涂层耐腐蚀性能也明显优于基材。 展开更多
关键词 激光熔覆 非晶合金 涂层 显微硬度 耐腐蚀性能
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激光熔覆FeCo_(0.5)CrNi_(1.5)B_(0.5)Nb_(0.1)高熵合金涂层组织调控及耐磨耐蚀性能研究
6
作者 张国松 王文超 +2 位作者 刘涛 陈兵 张宗佳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期184-189,共6页
针对真空泵转子轴在实际工况中的表面磨损、腐蚀问题,采用激光熔覆技术在球墨铸铁(QT500-7)表面制备了FeCo_(0.5)CrNi_(1.5)B_(0.5)Nb_(0.1)高熵合金涂层,并研究不同激光扫描速度(300、400、500、600 mm/min)对该涂层物相组成、显微组... 针对真空泵转子轴在实际工况中的表面磨损、腐蚀问题,采用激光熔覆技术在球墨铸铁(QT500-7)表面制备了FeCo_(0.5)CrNi_(1.5)B_(0.5)Nb_(0.1)高熵合金涂层,并研究不同激光扫描速度(300、400、500、600 mm/min)对该涂层物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨及耐蚀性能的影响。结果表明,随着激光扫描速度的增加,涂层发生了局部相变,晶粒细化,晶间逐渐出现硼化物、碳化物沉淀,起到了析出强化作用。涂层显微硬度及耐磨耐蚀性能随扫描速度的增加先增加后降低。当扫描速度为500 mm/min时,涂层物相由FCC、Laves相和少量硼化物、碳化物组成,强韧兼具,涂层显微硬度最高,为632.3 HV0.2,大约为基体的2.75倍,且其具有最优的耐磨性和耐蚀性。 展开更多
关键词 激光熔覆 扫描速度 FeCo_(0.5)CrNi_(1.5)B_(0.5)Nb_(0.1)合金 磨损 腐蚀
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Q345钢表面激光熔覆高熵合金涂层及其耐蚀耐磨性能研究
7
作者 付娅琦 杨林 +2 位作者 孟伟娜 罗芷晴 安熙偌 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第9期54-60,共7页
为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和... 为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和耐磨性能。结果表明:x值会对激光熔覆涂层的物相组成和显微形貌造成明显影响,x=0.8时激光熔覆涂层中Al_(2)O_(3)相和TiC相细小且分布均匀,x=1.2时激光熔覆涂层中会出现σ(Fe_(3)Mo)相。Q345钢基体表面激光熔覆涂层的硬度明显高于Q345钢基体,x=1.2时激光熔覆涂层的平均显微硬度最大(1167.6 HV);摩擦系数、磨痕宽度-深度和磨损率的测试结果表明x=0.8时激光熔覆涂层具有最小的平均摩擦系数、磨痕深度和磨损率。极化曲线和电化学阻抗谱的测试结果保持一致,即激光熔覆涂层的耐蚀性从高至低顺序为:x=0.8>x=1.2>x=0.4>x=0>x=1.6>基体,激光熔覆涂层的耐蚀性都优于Q345钢基体。x=0.8时Q345钢基体表面激光熔覆涂层具有最佳的耐蚀性和耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金涂层 x值 显微组织 耐蚀和耐磨性能
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激光功率对激光熔覆Stellite 6合金涂层微观组织及耐磨性能的影响 被引量：1
8
作者 张维 尚宪和 +7 位作者 胡明磊 隋飞 贺星 周梁栋 倪晓晴 张亮 孔德成 董超芳 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第2期170-179,共10页
采用激光熔覆技术在0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面制备Stellite 6合金涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电子背散射衍射分析仪、激光共聚焦显微镜等表征涂层的微观组织,并测试了试样的硬度和耐磨性能。结果表明,不同激光功率制... 采用激光熔覆技术在0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面制备Stellite 6合金涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电子背散射衍射分析仪、激光共聚焦显微镜等表征涂层的微观组织,并测试了试样的硬度和耐磨性能。结果表明,不同激光功率制备的涂层均无明显气孔、裂纹等缺陷,且与基体有良好的冶金结合。涂层组织主要由底部的柱状晶、中部的树枝晶以及顶部的等轴枝晶组成。涂层硬度(HV 420~510)显著高于基体(HV 206),硬度沿涂层顶部到基体逐渐降低。激光功率为1400 W的样品组织最细小均匀,同时枝晶间的硬质相(碳化物)较多,表现出最高的硬度。经过磨损实验测试,所有样品表面均出现沿滑动方向平行的犁沟,无明显磨屑堆积的情况,属于磨粒磨损机制。激光功率为1400 W的样品摩擦系数最小,同时磨痕宽度(928.463μm)最窄,磨痕深度(45.087μm)最小,表现出最好的耐磨性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 激光功率 Co基硬质合金 涂层 硬度 耐磨性能
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Y_(2)O_(3)增强TC4合金焊激光熔覆仿真及微观组织性能研究 被引量：1
9
作者 魏家帅 石明全 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期90-98,共9页
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金因其低密度、高比强度和良好的加工性能,在航空航天、航海石油和国防等领域得到了广泛应用。然而,其硬度低、耐磨性差,限制了其在摩擦工况下的使用。基于涂层与TC4基材的相容性及基体对生成相的润湿性原理,在TC4表... TC4(Ti-6Al-4V)钛合金因其低密度、高比强度和良好的加工性能,在航空航天、航海石油和国防等领域得到了广泛应用。然而,其硬度低、耐磨性差,限制了其在摩擦工况下的使用。基于涂层与TC4基材的相容性及基体对生成相的润湿性原理,在TC4表面制备了Ti基稀土激光熔覆层,研究了Y_(2)O_(3)对涂层显微硬度和耐磨性能的影响。通过COMSOL软件模拟单道和多道TC4粉末熔覆动态过程,结合试验研究温度变化与熔覆层厚度,阐明了熔覆机理并验证了模型的正确性。对熔覆层的组织结构和物相组成进行了详细分析,利用显微维氏硬度计测量熔覆层硬度,结果表明,Y_(2)O_(3)增加显著减少了气泡和裂纹数量,促进了组织细化。为TC4表面激光熔覆涂层的微观组织调控、成形质量提供了试验和理论依据。 展开更多
关键词 TC4钛合金 Y_(2)O_(3)增强 激光熔覆 微观组织 耐磨性能 显微硬度 COMSOL仿真 组织细化
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316L不锈钢表面激光送丝熔覆钴基合金工艺及耐磨性能研究
10
作者 姚张富博 李振岗 +6 位作者 郭洋 朱彤 何芬 毛桂军 张玉胜 张红涛 张建勋 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期134-141,共8页
采用激光送丝熔覆技术在316L不锈钢基板上制备了Stellite6钴基合金层,分析了熔覆层成形、稀释率、微观组织、化学成分、显微硬度以及耐磨性能等。结果表明,采用两层激光熔覆工艺可以保证熔覆层成形良好,稀释率低于5%且较为均匀。熔覆层... 采用激光送丝熔覆技术在316L不锈钢基板上制备了Stellite6钴基合金层,分析了熔覆层成形、稀释率、微观组织、化学成分、显微硬度以及耐磨性能等。结果表明,采用两层激光熔覆工艺可以保证熔覆层成形良好,稀释率低于5%且较为均匀。熔覆层微观组织为枝晶状的富Co固溶体与网状的共晶碳化物组成的亚共晶组织,两层熔覆的顶部网状碳化物相比底层更多。两层熔覆工艺使得熔覆层纵向显微硬度呈阶梯式上升,在1.8 mm厚后趋于稳定,熔覆层表面沿横向的显微硬度较为均匀,在450~550 HV。两层熔覆工艺的耐磨性能最好,摩擦系数为0.37,失重较基体减少了53.9%,其磨损机制由基体的粘着磨损主导转变为磨粒磨损主导。 展开更多
关键词 激光熔覆 钴基合金 316L不锈钢 耐磨性能
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Ni-WC含量对钛合金表面激光熔覆耐磨涂层显微组织及性能影响
11
作者 董心宇 魏连坤 +6 位作者 赵元春 赵健 王晓霞 郝恩康 刘光 陈杰 马冰 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期12-19,共8页
针对钛合金基体硬度低、耐磨性差的问题,采用同轴送粉激光熔覆技术,用TC4+Ni-WC粉末作为熔覆材料,在TC4钛合金基体上制备钛基复合涂层。用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的显微组织进行观察,用X射线衍射仪(XRD)对涂层的物... 针对钛合金基体硬度低、耐磨性差的问题,采用同轴送粉激光熔覆技术,用TC4+Ni-WC粉末作为熔覆材料,在TC4钛合金基体上制备钛基复合涂层。用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的显微组织进行观察,用X射线衍射仪(XRD)对涂层的物相组成进行表征。用数显自动显微硬度计测定涂层的显微硬度,并通过摩擦磨损试验机评估涂层的摩擦学性能。结果表明:涂层物相主要包括基质相β-Ti、增强相Ti C、金属间化合物Ti_(2)Ni和WC/W_(2)C共析陶瓷相。涂层显微硬度随着Ni-WC含量的增加而增加,最高可达52.6HRC,较基材提升了1.65倍,主要是由于Ti C、Ti_(2)Ni等增强相的弥散强化作用,Ni-WC颗粒的溶解促进了涂层原位生成Ti C等硬质相和金属间化合物,提升了涂层的耐磨性。磨损机理为磨粒磨损及粘着磨损,随着Ni-WC含量的增加,剥落及粘着磨损减少。 展开更多
关键词 激光熔覆 钛基涂层 TC4合金 显微硬度 显微组织 耐磨性能
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304L不锈钢齿槽激光熔覆Co-Cr基合金粉末显微组织及裂纹研究
12
作者 李茂昌 尹丹青 +3 位作者 董景隆 王斌 张凯歌 陈云峰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期53-58,64,共7页
采用Co-Cr基合金Stellite12粉末在基材(304L不锈钢基体)齿槽中进行了多层激光熔覆,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及维氏显微硬度测试仪,研究了Stellite12熔覆层的显微组织特点、物相组成,对熔覆层裂... 采用Co-Cr基合金Stellite12粉末在基材(304L不锈钢基体)齿槽中进行了多层激光熔覆,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及维氏显微硬度测试仪,研究了Stellite12熔覆层的显微组织特点、物相组成,对熔覆层裂纹形成及扩展机制进行了探究。通过应力致开裂的角度结合XRD物相、EDS元素分析及显微组织观察对裂纹进行了分析,并对裂纹周边区域进行了显微硬度表征。结果表明,裂纹由涂层拉应力及约束应力所致,并沿共晶碳化物呈现沿晶或穿晶断裂,为脆性裂纹。裂纹区域周围的显微硬度平均值为450~540 HV。 展开更多
关键词 激光熔覆 Co-Cr基合金 显微组织 熔覆层裂纹
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超高速激光熔覆CoCrFeNiMn高熵合金涂层的组织和耐磨性研究 被引量：2
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作者 徐进 杨佳 +4 位作者 陈兆建 汪成松 李冬明 宋涛 韩天 《表面技术》 北大核心 2025年第3期152-161,共10页
目的探究超高速激光熔覆技术对高熵合金的适用性。方法使用超高速激光熔覆技术在Q355D基体上制备CoCrFeNiMn高熵合金涂层。分析不同熔覆速度下CoCrFeNiMn高熵合金涂层的显微组织、元素分布、显微硬度和磨损性能。结果涂层内部呈现出多... 目的探究超高速激光熔覆技术对高熵合金的适用性。方法使用超高速激光熔覆技术在Q355D基体上制备CoCrFeNiMn高熵合金涂层。分析不同熔覆速度下CoCrFeNiMn高熵合金涂层的显微组织、元素分布、显微硬度和磨损性能。结果涂层内部呈现出多层堆叠结构,随着熔覆速度的增加,晶粒逐渐细化,晶粒尺寸降低,涂层厚度逐渐降低,3种涂层的厚度分别为395、342、244μm。在涂层中,衍射峰的加宽可能是因熔覆过程中快速冷却引起了晶粒细化。涂层元素分布均匀,未发生明显偏析。由于涂层快速冷却,使其具有较低的稀释率。熔覆速度为40m/min的涂层试样的显微硬度较高,其平均硬度达到240HV。同时,在该参数下,涂层的摩擦因数和磨损率均较低,分别为0.25和4.91×10^(-4) mm^(3)/(N·m)。涂层的磨损机制呈现磨粒磨损与黏着磨损混合。结论对于超高速激光熔覆技术,熔覆速度增加所带来的细小晶粒组织和高密度晶界有效增强了CoCrFeNiMn高熵合金涂层的抗变形能力,从而有效提升了涂层的耐磨性能。 展开更多
关键词 超高速激光熔覆 高熵合金 显微组织 摩擦磨损
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镍基合金激光熔覆研究进展及其在反应堆的应用展望
14
作者 赵子锐 段绪星 +3 位作者 陈青 任维泽 林益文 裴泽宇 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前... 镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前景。从激光熔覆镍基合金种类、激光熔覆工艺参数研究、熔覆层性能研究三个方面梳理了其研究现状,总结了目前的研究成果,并对镍基合金激光熔覆在反应堆的应用进行了展望,以期为镍基合金激光熔覆的深入研究和实际应用提供参考。 展开更多
关键词 镍基合金 激光熔覆 合金种类 性能研究 反应堆
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激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层的性能研究进展
15
作者 陈赞聪 陈文刚 +6 位作者 张继豪 张翼鹏 谢瀚翀 冯金明 杨志金 尹玫月 Dongyang LI 《表面技术》 北大核心 2025年第18期1-15,共15页
钛合金因其良好的密度、耐腐蚀性和生物活性被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。然而,由于硬度不足、耐磨性差、高温易氧化和生物相容性较差等因素,严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。针对这一系列问题,国内外学者利用高硬度、高... 钛合金因其良好的密度、耐腐蚀性和生物活性被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。然而,由于硬度不足、耐磨性差、高温易氧化和生物相容性较差等因素,严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。针对这一系列问题,国内外学者利用高硬度、高耐磨性、高温抗氧化性的陶瓷材料,以及激光熔覆层(是一种高效、狭窄的热影响区、高结合强度和致密的工艺),进行了一系列的研究工作。系统深入探讨了在激光熔覆技术中,如何精确选择碳化物增强相以及掌握激光熔覆过程中的关键参数(如激光功率、扫描速度、光斑直径、比能量和送粉量等因素)对所制备涂层的耐磨性能的影响,其次详细探讨了激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层在耐磨性、耐腐蚀性、高温抗氧化性及力学性能等方面的使用性能研究,最后,结合原位合成、梯度复合设计等创新方法,重点阐述其涂层在航空航天、生物医学、海洋工程、冶金等工业领域中的应用。并在现有的研究成果上对其未来发展进行了展望和总结。 展开更多
关键词 激光熔覆 TIC 硬质合金涂层 碳化物 研究进展
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激光熔覆高熵合金涂层的研究进展
16
作者 韩娟 龙雨 +7 位作者 徐流杰 赖伟基 龙绍檑 邓澄 周圣丰 于振涛 李卫 易艳良 《材料导报》 北大核心 2025年第13期199-214,共16页
近年来,高熵合金凭借其耐磨损、耐腐蚀、强韧性、高温抗氧化性和生物相容性等优异性能引起了人们广泛关注。激光熔覆是一种涉及多学科的现代表面强化技术,具有能量密度高、快速加热和冷却、稀释率低、热影响区小、成分偏析少、冶金结合... 近年来,高熵合金凭借其耐磨损、耐腐蚀、强韧性、高温抗氧化性和生物相容性等优异性能引起了人们广泛关注。激光熔覆是一种涉及多学科的现代表面强化技术,具有能量密度高、快速加热和冷却、稀释率低、热影响区小、成分偏析少、冶金结合性好等特点。本文综述了激光熔覆高熵合金涂层的最新研究进展。首先,概述了高熵合金的设计理念以及激光熔覆高熵合金涂层的优点。然后,介绍了激光熔覆高熵合金涂层的相结构和性能特征,以及合金元素对其影响规律,讨论了激光工艺参数和辅助激光熔覆技术对激光熔覆高熵合金涂层组织结构和性能的影响。最后,总结与展望了激光熔覆高熵合金涂层的发展趋势。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 涂层 相结构
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激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金涂层腐蚀摩擦复合行为 被引量：1
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作者 郭一帆 郭学平 +3 位作者 卢冰文 闫星辰 刘敏 殷硕 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期185-198,共14页
利用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体上制备FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金(HEA)涂层,并对涂层的微观组织与摩擦磨损行为展开探究。微观组织表征结果显示,HEA涂层主要由体心立方(BCC)和面心立方(FCC)结构组成,且由于调幅分解,部分BCC... 利用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体上制备FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金(HEA)涂层,并对涂层的微观组织与摩擦磨损行为展开探究。微观组织表征结果显示,HEA涂层主要由体心立方(BCC)和面心立方(FCC)结构组成,且由于调幅分解,部分BCC相转变为L21结构。在固溶强化及细晶强化作用下,涂层平均显微硬度达到了546.0±16.3 HV_(0.2)。对基体和涂层的干摩擦磨损测试结果表明,涂层具有优异的耐磨性,其干摩擦磨损率为1.41±10^(-4)mm^(3)/(N·m),仅为基体的35.74%。在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡不同时长后对涂层进行湿磨擦磨损测试,结果表明,涂层湿磨擦的磨损率随着浸泡时间的增加显著升高,未浸泡涂层磨损率为1.11×10^(-5)mm^(3)/(N·m),而浸泡15 d涂层的磨损率达到了3.08×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。此外,涂层的干摩擦磨损主要磨损形式为三体磨损和磨粒磨损,而湿磨擦磨损过程则受到腐蚀、氧化磨损和三体磨损等共同作用。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 微观组织 耐磨性
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NbC和WC添加量对激光熔覆Stellite6合金涂层组织和性能的影响
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作者 汪红所 邓德伟 +2 位作者 孙家骏 白宇 王守真 《机械工程材料》 北大核心 2025年第2期92-97,共6页
采用正交试验设计法对2Cr13不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金涂层的工艺进行优化,采用优化工艺制备NbC/Stellite6和WC/Stellite6合金复合涂层,NbC和WC添加量(质量分数)均分别为1%,3%,5%,7%,10%,研究了NbC或WC添加量对复合涂层显微组织... 采用正交试验设计法对2Cr13不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金涂层的工艺进行优化,采用优化工艺制备NbC/Stellite6和WC/Stellite6合金复合涂层,NbC和WC添加量(质量分数)均分别为1%,3%,5%,7%,10%,研究了NbC或WC添加量对复合涂层显微组织、显微硬度及耐蚀性能的影响。结果表明:激光熔覆Stellite6合金涂层的最佳工艺参数为激光功率1600 W,送粉量40 g·min^(−1),扫描速度17 mm·s^(−1);采用最佳工艺制备的2种复合涂层的组织都均匀致密,涂层与不锈钢基体形成良好的冶金结合,NbC/Stellite6合金复合涂层的组织更均匀细小。随着NbC或WC添加量的增加,复合涂层的平均显微硬度均增大,且均高于不锈钢基体和未添加WC或NbC的Stellite6合金涂层,腐蚀速率均下降,且均低于不锈钢基体和未添加WC或NbC的Stellite6合金涂层。添加NbC制备的复合涂层的平均显微硬度和腐蚀速率均比添加WC制备的复合涂层高,平均显微硬度高10~40 HV。 展开更多
关键词 激光熔覆 Stellite6合金涂层 NBC WC 耐腐蚀性能
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激光熔覆CoCrFeNiMo_(X)高熵合金涂层的组织与性能研究
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作者 田志刚 李新梅 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7223-7229,共7页
为了研究难熔性元素Mo含量对CoCrFeNi高熵合金涂层性能的影响,采用激光熔覆工艺制备CoCrFeNiMo_(x)(x=0.2、0.5、0.8)高熵合金涂层。结果表明,涂层的物相结构由面心立方(FCC)和体心立方(BCC)组成,当Mo含量小于0.8时,涂层物相主要以FCC相... 为了研究难熔性元素Mo含量对CoCrFeNi高熵合金涂层性能的影响,采用激光熔覆工艺制备CoCrFeNiMo_(x)(x=0.2、0.5、0.8)高熵合金涂层。结果表明,涂层的物相结构由面心立方(FCC)和体心立方(BCC)组成,当Mo含量小于0.8时,涂层物相主要以FCC相,当Mo含量大于0.8时,涂层物相由FCC和BCC相组成。涂层的显微组织主要由等轴晶和部分柱状晶两部分组成。同时,当添加Mo元素含量增大时,涂层的硬度增加,当添加Mo元素含量为0.8时,涂层的硬度达到最高,最高硬度为343.68HV0.2。随着Mo含量的增加,涂层的磨损前后失重减少,摩擦系数降低。 展开更多
关键词 高熵合金 激光熔覆 耐磨性
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合金元素Nb对激光熔覆铁基合金组织及性能的影响
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作者 梁旭东 张松 +2 位作者 王莉 吴臣亮 霍凤萍 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期332-338,共7页
【目的】马氏体不锈钢(0Cr13Ni5Mo)因具备优良的锻造、铸造和耐腐蚀性能,广泛应用于水电、化工和高压容器等领域。然而,在特定工作环境中,0Cr13Ni5Mo材料的失效加速,尤其在水力过流部件中易受到沙粒冲击和水体腐蚀的影响。因此,有必要... 【目的】马氏体不锈钢(0Cr13Ni5Mo)因具备优良的锻造、铸造和耐腐蚀性能,广泛应用于水电、化工和高压容器等领域。然而,在特定工作环境中,0Cr13Ni5Mo材料的失效加速,尤其在水力过流部件中易受到沙粒冲击和水体腐蚀的影响。因此,有必要采取保护措施提升其表面性能,从而延缓材料失效。【方法】为提高过流部件的使用寿命,采用激光熔覆技术在0Cr13Ni5Mo基材表面制备了不同Nb含量(0%、5%、7%、9%)的铁基合金涂层。通过XRD、SEM、维氏硬度计和电化学工作站分析Nb元素的添加对铁基合金涂层显微组织、相组成、显微硬度及电化学性能的影响。【结果】研究结果显示,显微组织由灰色基体和块状、花瓣状VC增强相以及网状Cr碳化物构成。随着Nb含量的增加,基体中块状和颗粒状Nb碳化物的尺寸逐渐增大,形貌由块状和颗粒状转变为花瓣状和蝶状,同时Cr碳化物网状结构逐渐减少。相组成分析表明:4种熔覆涂层试样均由体心立方结构的马氏体相、面心立方结构的奥氏体相、VC碳化物增强相和Cr_(23)C_(6)相组成。特别是在S2、S3和S4样品中,随着Nb含量增加,X射线衍射曲线中出现了NbC相的峰值,表明Nb在激光熔覆过程中通过原位反应生成了NbC碳化物增强相,且基体中奥氏体相随Nb含量增加而增加。所有样品的显微硬度均随着Nb含量的提高而提升,其中S3样品的显微硬度最高,达到645 HV。电化学测试表明,随着Nb含量增加,样品的自腐蚀电位逐渐升高,自腐蚀电流逐渐减小。S3和S4样品展现出典型的阳极极化特征,包括活性溶解区、钝化区以及钝化膜破裂后的过钝化区。在样品S4中,由于碳化物数量较多,导致了微电偶腐蚀,耐蚀性有所下降。S3样品的电化学性能最佳,自腐蚀电位为-179.3 mV,自腐蚀电流密度仅为样品S1的10.3%,达到9.258×10^(-8)A/cm^(2)。其耐腐蚀性能的提升归因于MC型碳化物中Cr含量的减少,导致更多的Cr溶解进入基体,相中Cr含量增加,从而增强了涂层的耐腐蚀性能。【结论】设计并制备了一种含Nb的铁基合金涂层,用于0Cr13Ni5Mo水力过流部件的表面改性,以期推动激光熔覆技术在过流部件表面强化涂层中的应用发展。 展开更多
关键词 激光熔覆 过流部件 马氏体 碳化物 铁基合金涂层 原位自生 显微硬度 耐腐蚀性
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