激光再制造技术及其工业应用 被引量：47

1

作者 杨洗陈 李会山 +3 位作者 刘运武 王云山 唐英 孙荣禄 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2003年第4期43-46,共4页

针对机械装备修复技术,阐述了激光再制造技术概念及激光再制造系统构成:三维激光光束头、三维激光涂敷系统、CAD/CAM软件和控制检测系统。展示了30层连续熔敷后的组织形貌,说明组织和硬度都比较均匀,并介绍了若干激光修复工业应用实例。

关键词 激光 再制造技术 激光熔敷 工业应用

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激光增材制造304不锈钢显微结构特征与性能研究 被引量：12

2

作者 戴晓琴 陈瀚宁 +2 位作者 雷剑波 顾振杰 周圣丰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第16期83-86,共4页

针对工业领域中大量304不锈钢关键零部件需要精密修复的问题,采用激光增材制造技术在304不锈钢基材表面制备304不锈钢零件,分析了其显微结构特征、物相结构、抗电化学腐蚀性能与力学性能。结果表明,激光增材制造304不锈钢主要由γ-(Fe,C... 针对工业领域中大量304不锈钢关键零部件需要精密修复的问题,采用激光增材制造技术在304不锈钢基材表面制备304不锈钢零件,分析了其显微结构特征、物相结构、抗电化学腐蚀性能与力学性能。结果表明,激光增材制造304不锈钢主要由γ-(Fe,C)与马氏体C_(0.055)Fe_(1.945)组成,组织细小且致密,无气孔与裂纹;激光增材制造304不锈钢的抗电化学腐蚀性能优于传统制备304不锈钢;激光增材制造304不锈钢的屈服强度与抗拉强度约为传统制造304不锈钢的1.24倍与1.22倍;激光增材制造304不锈钢的伸长率相对传统制造304不锈钢提高了16.7%。 展开更多

关键词 激光增材制造 304不锈钢 显微组织 电化学腐蚀

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激光再制造熔池温度场检测与控制方案研究 被引量：6

3

作者 雷剑波 杨洗陈 +1 位作者 王云山 李会山 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期56-58,共3页

为实时检测与控制激光再制造熔池温度场,提出了一套新型CCD红外图像比色测温与反馈系统模型.此系统模型采用单镜头采集两种波长的激光熔池温度场红外图像,CCD摄像机接收热辐射信号,将得到的信息传输到计算机进行处理,得到激光熔池温度... 为实时检测与控制激光再制造熔池温度场,提出了一套新型CCD红外图像比色测温与反馈系统模型.此系统模型采用单镜头采集两种波长的激光熔池温度场红外图像,CCD摄像机接收热辐射信号,将得到的信息传输到计算机进行处理,得到激光熔池温度场分布数据,根据这些数据可以进行激光加工控制. 展开更多

关键词 激光再制造 熔池温度场 自动控制

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Nd:YAG激光和CO_2激光熔敷性能比较研究 被引量：4

4

作者 杨洗陈 雷剑波 +1 位作者 王云山 李会山 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期1-4,共4页

从Maxwell方程和Hagen Ruben公式出发,计算了Nd:YAG激光(波长为1.06μm)和CO2激光(波长为10.6μm)在金属中的吸收率和穿透深度,并做了Nd:YAG激光与CO2激光的熔敷试验比较.结果表明:Nd:YAG激光在金属中吸收率约为CO2激光的3倍,更适于激... 从Maxwell方程和Hagen Ruben公式出发,计算了Nd:YAG激光(波长为1.06μm)和CO2激光(波长为10.6μm)在金属中的吸收率和穿透深度,并做了Nd:YAG激光与CO2激光的熔敷试验比较.结果表明:Nd:YAG激光在金属中吸收率约为CO2激光的3倍,更适于激光熔敷;CO2激光在金属中穿透力约为Nd:YAG激光的3倍,更适于激光相变淬火. 展开更多

关键词 ND:YAG激光 CO2激光 吸收率 穿透深度 激光熔敷

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479Q型凸轮轴激光淬火工艺研究 被引量：4

5

作者 王云山 杨洗陈 +3 位作者 李会山 唐英 孙荣禄 刘运武 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期66-68,共3页

为提高凸轮轴表面硬度和耐磨性,对凸轮轴激光淬火过程进行分析,采用匀速转动的运动方式及预热和氩气保护措施,得到了稳定可靠的479Q型凸轮轴激光淬火工艺.使处理后的凸轮轴热变形小,淬火层均匀、无裂纹,硬度达HV600～700,宽度达6mm,深度... 为提高凸轮轴表面硬度和耐磨性,对凸轮轴激光淬火过程进行分析,采用匀速转动的运动方式及预热和氩气保护措施,得到了稳定可靠的479Q型凸轮轴激光淬火工艺.使处理后的凸轮轴热变形小,淬火层均匀、无裂纹,硬度达HV600～700,宽度达6mm,深度达1mm,组织为极细的枝状马氏体. 展开更多

关键词 凸轮轴 激光淬火 激光加工

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CO_2激光熔凝中熔池冷却过程检测研究 被引量：2

6

作者 雷剑波 杨洗陈 +1 位作者 陈娟 王云山 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期191-193,共3页

为了研究激光熔凝温度场的分布,采用非接触式的直接检测方法,研制了一套新型激光熔池动态检测系统,实时拍摄了激光熔凝中熔池冷却过程热辐射图像,进行了理论分析和实验验证,取得了熔池冷却时非稳态温度场分布数据。结果表明,激光熔凝熔... 为了研究激光熔凝温度场的分布,采用非接触式的直接检测方法,研制了一套新型激光熔池动态检测系统,实时拍摄了激光熔凝中熔池冷却过程热辐射图像,进行了理论分析和实验验证,取得了熔池冷却时非稳态温度场分布数据。结果表明,激光熔凝熔池冷却过程分为熔化凝固和固态降温两个过程,检测得到了熔化时间、凝固时间、熔池温度场分布、熔池尺寸等信息。这一结果对于激光熔凝工艺参数的优化选择设计是有帮助的。 展开更多

关键词 激光技术 温度场 检测 激光熔凝

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激光增材制造FeCrSiAlC合金结构与性能研究 被引量：2

7

作者 戴晓琴 陈瀚宁 +2 位作者 剑波 顾振杰 周圣丰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第14期78-81,共4页

采用激光增材制造技术,在不同激光扫描速度下制备了FeCrSiAlC合金,分析了合金的显微组织、电化学腐蚀性能与显微硬度分布。结果表明:激光增材制造FeCrSiAlC合金主要由α-Fe、Fe_3Si与FeAl金属间化合物,以及少量M_7C_3型碳化合物组成。... 采用激光增材制造技术,在不同激光扫描速度下制备了FeCrSiAlC合金,分析了合金的显微组织、电化学腐蚀性能与显微硬度分布。结果表明:激光增材制造FeCrSiAlC合金主要由α-Fe、Fe_3Si与FeAl金属间化合物,以及少量M_7C_3型碳化合物组成。随着激光扫描速度的增加,FeCrSiAlC合金的晶粒尺寸差异减小,组织变得更细小,抗电化学腐蚀性能增强,平均显微硬度增加。当激光扫描速度增加到600 mm/min时,FeCrSiAlC合金的抗电化学腐蚀性能最好,平均显微硬度达728 HV0.2。 展开更多

关键词 激光增材制造 FeCrSiAlC合金 显微组织 电化学阻抗谱 显微硬度

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高速冲磨设备激光熔敷强化工艺的研究

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作者 马军 杨洗陈 +1 位作者 唐英 王云山 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期72-75,共4页

为提高高速冲磨设备的耐磨性,分析其叶轮磨损失效机理,通过正交实验,得出了工艺参数对熔敷层形貌性能的影响,并对Ni WC熔敷层进行了组织分析和性能测试.对叶轮片表面进行激光熔敷结果表明,叶轮片的抗磨性得到了强化.

关键词 激光熔敷 高速冲磨设备 叶轮片

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综论偏晶合金的制备技术:外场下凝固、快速凝固及激光技术 被引量：5

9

作者 谢敏 王梅丰 +3 位作者 戴晓琴 雷剑波 王春霞 周圣丰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期490-499,共10页

当偏晶合金液过冷至液相分离温度(Tsep)以下时,进入亚稳态难混溶区间,由单一液相分离成两个液相:L1(主体液相,质量分数大于50%)与L2(次生液相,收缩成液滴)。微观组织演化呈现三个阶段:(1)相分离自发进行阶段;(2)主体相合金熔体进入结晶... 当偏晶合金液过冷至液相分离温度(Tsep)以下时,进入亚稳态难混溶区间,由单一液相分离成两个液相:L1(主体液相,质量分数大于50%)与L2(次生液相,收缩成液滴)。微观组织演化呈现三个阶段:(1)相分离自发进行阶段;(2)主体相合金熔体进入结晶过程;(3)残余的次生相合金熔体进入凝固阶段。尤其是当次生相凝固后弥散分布于主体相基体内时,偏晶合金具有高强、高导以及高耐磨性能,其在航空航天和汽车等工业领域具有重要的应用前景,长期以来受到了研究者的广泛关注。偏晶合金组织结构特征有两种,即第二相弥散型和核/壳结构型。然而,常规凝固条件下,制备的偏晶合金极易形成严重偏析或分层组织,导致制备大块匀质偏晶合金变得困难。为了深入研究偏晶合金液相分离行为,以及微结构特征对偏晶合金性能的影响,研究者提出了许多制备偏晶合金的方法。早在1958年,液相分离现象就在Cu-Fe偏晶合金中被发现,当即引起学者们的广泛关注。近年来,为了制备组织均匀和性能优异的偏晶合金,开发了许多外场作用下的偏晶合金制备方法,旨在消除常规重力场下熔体对流造成的凝固组织偏析、位错、空洞等缺陷。例如,在微重力场条件下,对流作用减弱,可制备接近无偏析的凝固组织;在电磁场条件下,实现了对材料工艺过程的控制和材料组织与性能的改善;在直流磁场和电场交互作用下,熔体流动得到抑制,实现了电磁搅拌控制凝固;在交流磁场和电场交互作用下,实现了电磁搅拌和电磁悬浮,达到减小偏析和改善组织结构特征的目的;在超声场作用下,实现了材料无容器凝固。此外,快速凝固是一个典型的非平衡相变过程,可以消除合金的溶质偏析,获得常规凝固条件下无法获得的成分、相结构和显微组织,显著提高合金的强度、塑性、韧性、延展性和磁性等。为深入了解各类偏晶合金的制备方法,本文主要从外场下凝固、快速凝固、激光技术角度综述了偏晶合金的各种凝固制备工艺和研究方法。 展开更多

关键词 偏晶合金 液相分离 激光熔覆 激光-感应复合熔覆

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激光熔化沉积CoCrNiNbW高熵合金耐磨及腐蚀性研究 被引量：3

10

作者 贾彦军 陈瀚宁 +1 位作者 张家奇 雷剑波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期350-357,370,共9页

目的解决Q235钢材料在实际应用中由于磨损、腐蚀导致使用寿命缩短问题,提升Q235钢表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。方法利用激光熔化沉积技术在Q235钢表面制备无裂纹CoCrNiNbW高熵合金涂层。采用扫描电子显微镜、X射线光谱仪、光学显微镜... 目的解决Q235钢材料在实际应用中由于磨损、腐蚀导致使用寿命缩短问题,提升Q235钢表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。方法利用激光熔化沉积技术在Q235钢表面制备无裂纹CoCrNiNbW高熵合金涂层。采用扫描电子显微镜、X射线光谱仪、光学显微镜表征其微观组织结构、元素分布和物相成分;采用显微硬度计、试块-试环摩擦磨损试验机分别测试高熵合金涂层和Q235钢的显微硬度和耐磨性能,研究涂层的强化机制和磨损机理;采用电化学工作站测试分析高熵合金涂层和Q235钢的电化学腐蚀行为,研究涂层的耐蚀性和腐蚀机制。结果CoCrNiNbW高熵合金涂层的微观组织主要由等轴晶组成,涂层中部和底部存在未熔化Nb和W颗粒,起强化相作用;主要物相由富含Co、Ni的FCC相及富含Nb的BCC相组成;高熵合金涂层的平均显微硬度为800HV0.2,约为基材的4倍;涂层的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损率为2.315×10^(–5) g·m^(–1),约为基材的1/5;在质量分数3.5%的NaCl溶液中,高熵合金涂层具有更好的耐腐蚀性,腐蚀电阻约为基材的8倍。结论高熵合金涂层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性较Q235钢基材有很大提升。 展开更多

关键词 激光熔化沉积 增材制造 高熵合金 耐磨性能 电化学腐蚀性能

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激光再制造过程熔池温度场的数值模拟 被引量：6

11

作者 李会山 杨洗陈 +1 位作者 王云山 唐英 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期9-12,共4页

建立简化二维非稳态温度场数值模型,采用有限元方法及ANSYS软件求解温度场分布,模拟了一个平板试验件激光再制造过程,其计算结果与文献提供数据比较误差较小,可以采用此计算方法提供的初始温度值和非接触测量温度变化量来控制工艺参数.

关键词 激光熔敷 熔池 温度场 数值模拟 激光再制造

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激光熔敷镍基自熔性合金粉末的研制 被引量：7

12

作者 唐英 王云山 +2 位作者 孙荣禄 李会山 杨洗陈 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期52-55,共4页

针对激光熔敷表面处理技术对合金粉末材料性能的要求,分别研究了合金粉末的B含量、Si含量以及B、Si含量配比对激光熔敷的工艺性能、粉末形貌及涂层性能的影响,研制出具有良好的工艺性能和使用性能的激光熔敷用镍基自熔性合金粉末.

关键词 激光熔敷 粉末 镍基合金

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45^#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度 被引量：6

13

作者 孙荣禄 王云山 +1 位作者 唐英 杨洗陈 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期79-81,共3页

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... 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. 展开更多

关键词 激光熔敷 NICRBSI合金 显微组织 显微硬度

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激光扫描速度对IN718涂层组织与摩擦磨损性能的影响 被引量：6

14

作者 王涛 王宁 +1 位作者 朱磊 雷剑波 《热加工工艺》 北大核心 2022年第10期79-84,共6页

采用同轴送粉式激光熔覆技术成功制备了扫描速度分别为6、10、14、18 mm/s的IN718涂层。研究了4种扫描速度下IN718涂层的宏观形貌、微观组织和成分分析,并分析了4种扫描速度对IN718涂层的显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,当扫... 采用同轴送粉式激光熔覆技术成功制备了扫描速度分别为6、10、14、18 mm/s的IN718涂层。研究了4种扫描速度下IN718涂层的宏观形貌、微观组织和成分分析,并分析了4种扫描速度对IN718涂层的显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,当扫描速度为14 mm/s时涂层的宏观成形质量最优,熔覆层薄厚均匀。随激光扫描速度的增加,激光线扫描能量密度下降,熔池几何尺寸减小。每种扫描速度下的熔覆层微观结构主要由胞状晶、柱状枝晶和等轴晶组成。当扫描速度为14 mm/s时,熔覆层的晶粒更加致密,尺寸更加细小,熔覆层与基体结合紧密,无熔渣、微孔裂纹等缺陷。随扫描速度的增加,熔覆层的磨损率先减少后增加,当扫描速度为14 mm/s时,熔覆层的磨损率最低为0.02114 mg/m。 展开更多

关键词 激光熔覆 扫描速度 IN718熔覆层 微观组织 摩擦磨损

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激光功率对TC4熔覆层组织与耐磨性能的影响 被引量：3

15

作者 王涛 姚有才 +2 位作者 李阳 王宁 雷剑波 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第20期183-186,共4页

研究了激光功率对TC4钛合金熔覆层组织与抗摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光功率对熔覆层的组织、显微硬度、抗摩擦磨损性能有一定影响,但对元素分布没有影响。熔覆层比基体具有更好的抗氧化性和更高的显微硬度,但抗摩擦磨损性能下降... 研究了激光功率对TC4钛合金熔覆层组织与抗摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光功率对熔覆层的组织、显微硬度、抗摩擦磨损性能有一定影响,但对元素分布没有影响。熔覆层比基体具有更好的抗氧化性和更高的显微硬度,但抗摩擦磨损性能下降。当激光功率为2500 W时,熔覆层最窄,呈不规则波浪状,结合区域附近有孔隙,整体效果较差。当激光功率为2750 W时,结合区域附近有少量单独气泡,但熔覆层的平均显微硬度最高。当激光功率为3000W时,熔覆层整体形貌和组织的质量最好,熔覆层与基体结合紧密,没有熔渣或孔隙,形成了性能良好的冶金结合,并且熔覆层的抗摩擦磨损性能最接近基体。 展开更多

关键词 激光功率 TC4 显微组织 抗摩擦磨损性能 结合区域

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用于激光熔敷的同轴送粉喷嘴的设计 被引量：5

16

作者 高淑英 杨洗陈 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期42-45,共4页

为了克服目前用于激光熔敷的侧向送粉的不足,设计并试制了激光熔敷加工中使用的同轴送粉喷嘴.设计根据熔敷中使用的聚焦光束的特点,以一定假设为基础,从理论上对粉粒与管壁碰撞后的速度及运动轨迹进行了计算.结合计算所得的数据试制了... 为了克服目前用于激光熔敷的侧向送粉的不足,设计并试制了激光熔敷加工中使用的同轴送粉喷嘴.设计根据熔敷中使用的聚焦光束的特点,以一定假设为基础,从理论上对粉粒与管壁碰撞后的速度及运动轨迹进行了计算.结合计算所得的数据试制了同轴送粉喷嘴,并进行了试样加工,效果良好. 展开更多

关键词 激光熔敷 同轴送粉喷嘴 粉粒分散

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激光熔敷快速制造专用CAD/CAM软件的开发 被引量：1

17

作者 王建军 杨洗陈 王云山 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期26-29,共4页

针对激光熔敷快速制造(LCRM)技术,开发专用CAD/CAM软件.该软件是对AutoCAD的二次开发,主要由实体造型模块、分层及界面数据处理模块、NC代码生成模块、加工轨迹模拟模块以及数据传输模块组成.文中介绍软件的开发基础、开发工具的选择以... 针对激光熔敷快速制造(LCRM)技术,开发专用CAD/CAM软件.该软件是对AutoCAD的二次开发,主要由实体造型模块、分层及界面数据处理模块、NC代码生成模块、加工轨迹模拟模块以及数据传输模块组成.文中介绍软件的开发基础、开发工具的选择以及功能模块的设计思路. 展开更多

关键词 激光熔敷 快速制造技术 AUTOCAD CAD/CAM

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片式电阻激光调阻机检测系统的设计

18

作者 赵新 姚建铨 杨洗陈 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期46-48,共3页

在激光调阻机自动调阻过程中,需要对被调电阻进行实时在线精确测量,以控制调阻进程.传统的伏安法测量电阻,虽然可以进行精密测量,但不适合在线动态测量.本文将微处理机技术应用于有源电桥的测量,利用伏安法测量电阻的灵活性,配以高精度... 在激光调阻机自动调阻过程中,需要对被调电阻进行实时在线精确测量,以控制调阻进程.传统的伏安法测量电阻,虽然可以进行精密测量,但不适合在线动态测量.本文将微处理机技术应用于有源电桥的测量,利用伏安法测量电阻的灵活性,配以高精度的精密运算放大器,构成高精密有源数字电桥,达到了工程应用要求. 展开更多

关键词 激光调阻 有源电桥 在线测量

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一种新型载气式激光熔敷送粉器 被引量：8

19

作者 刘常乐 杨洗陈 王云山 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期30-33,共4页

为解决超细粉末的送粉问题,研究一种新型的载气式送粉器,粉末通过粉轮均匀拨送,能在气流作用下经落粉腔分散后流出.选用Ni02C(Ni60)、Al2O3 Cr2O3和WC这3种不同料性的超细合金粉末应用该装置进行了气动送粉试验,对送粉器的性能进行了数... 为解决超细粉末的送粉问题,研究一种新型的载气式送粉器,粉末通过粉轮均匀拨送,能在气流作用下经落粉腔分散后流出.选用Ni02C(Ni60)、Al2O3 Cr2O3和WC这3种不同料性的超细合金粉末应用该装置进行了气动送粉试验,对送粉器的性能进行了数据测定和界定,并应用上述超细合金粉末进行了激光熔敷试验,获得了理想的效果. 展开更多

关键词 激光熔敷 超细粉末 气动输送 送粉器

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激光熔化沉积WC复合Inconel 718合金微观组织及磨损性能 被引量：5

20

作者 贾晓慧 胡亚宝 +2 位作者 宋欣灵 方艳 雷剑波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期329-339,共11页

目的解决Inconel 718合金在工程应用中存在的磨损失效等问题,探究碳化钨(Tungsten Carbide,WC)对Inconel 718合金磨损性能的增强机理。方法通过激光熔化沉积技术制备Inconel 718及WC/Inconel 718涂层,通过扫描电镜(Scanning Electron Mi... 目的解决Inconel 718合金在工程应用中存在的磨损失效等问题,探究碳化钨(Tungsten Carbide,WC)对Inconel 718合金磨损性能的增强机理。方法通过激光熔化沉积技术制备Inconel 718及WC/Inconel 718涂层,通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和X射线衍射(X–ray diffraction,XRD)等测试手段对Inconel 718合金和WC/Inconel 718复合材料的微观组织和物相组成进行观测,探讨其微观组织演变机理;通过硬度测试和摩擦磨损测试对WC复合Inconel 718合金的硬度、摩擦磨损性能及WC复合强化机理进行研究。结果涂层的微观组织主要由柱状晶、胞状晶和少量等轴晶组成,加入WC后复合材料的晶粒组织比Inconel 718合金的晶粒组织略微细化;Inconel 718合金主要由γ–(Ni,Fe)、γ′–Ni_(3)(Al,Ti)和Fe_(3)Ni_(2)等物相组成,WC/Inconel 718主要由γ–(Ni,Fe)、γ′–Ni_(3)(Al,Ti)、AlCoCrW、CrNi_(15)W和Cr–Ni–Fe–C等物相组成;WC的加入使Inconel 718合金的硬度略有提升,磨损率降至未添加WC时的65.3%,磨损机制以黏着磨损和磨粒磨损为主。结论WC颗粒在Inconel 718基体中起到了强化硬质颗粒的作用,部分WC颗粒的熔化提高了合金基体的硬度,且生成的高硬度金属化合物与未熔解的球形WC颗粒在Inconel 718合金基体中起到了阻碍晶粒边界运动的钉扎效果,对提升Inconel 718合金的磨损性能有很大帮助。 展开更多

关键词 激光熔化沉积 Inconel 718 碳化钨 微观组织 磨损机理

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