国家自然科学基金(51371125)
- 作品数：49 被引量：292H指数：12
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- TiC-TiB2复合相钛基稀土激光熔覆层组织与性能被引量：2
- 2021年
- 采用通快同轴送粉4002光纤激光器,在TC4表面熔覆制备了不同含量Y2O3的TC4+Ni45+Co-WC+Y2O3钛基复合耐磨涂层。采用XRD、SEM、EDS、EPMA测试研究了涂层微观组织,利用显微硬度计、摩擦磨损实验机和白光轮廓仪分析评价了涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明,涂层生成相不随Y2O3含量变化而改变,主要包括Ti2Ni、TiC、TiB2以及α-Ti;未添加Y2O3涂层,生成相尺寸粗大,方向性明显;随着Y2O3的加入,涂层组织逐步细化,生成相方向性减弱;当Y2O3为3wt%时,涂层析出相以颗粒和短棒状相为主,合成了大量TiC-TiB2依附生长复合相,经二维点阵错配度计算,TiB2(0001)与TiC(111)错配度δ为0.912%,TiC与TiB2形成了共格界面,可有效增加涂层组织分布均匀性;Y2O3含量为0wt%、1wt%和3wt%时,涂层显微硬度逐渐减小,磨损体积先增大后减小,摩擦系数逐渐降低;在TiC-TiB2复合相的作用下,3wt%Y2O3涂层的耐磨、减摩性最优,涂层磨损机理为磨粒磨损。
- 张天刚张倩庄怀风李宝轩徐誉桐
- 关键词：激光熔覆TC4Y2O3
- 稀土对Ti基激光熔覆层组织与摩擦磨损性能的影响被引量：13
- 2019年
- 采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811表面制备了CeO2质量分数分别为0,1%,3%的TC4+Ni45+CeO2多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了熔覆层的微观组织和物相,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和白光轮廓仪测试分析了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层中的物相包括TiC、TiB2、TiB、Ti2Ni和α-Ti;随着CeO2加入量增加,熔覆层中的物相未发生改变;当CeO2添加量为0时,熔覆层内部组织粗大,显微硬度为590~640 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为1%时,熔覆层组织逐步细化,枝晶的方向性减弱,显微硬度为625~655 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为3%时,熔覆层中的增强相由树枝晶状、长条状、须晶状向颗粒状、层状、短棒状转变,且均匀弥散地分布于熔覆层中,显微硬度为560~575 HV,磨损机制主要为磨粒磨损。
- 张天刚庄怀风肖海强柏明磊安通达
- 关键词：激光技术激光熔覆稀土氧化物显微硬度
- Ti811表面Ni基激光熔覆层显微组织及摩擦磨损性能的研究被引量：7
- 2019年
- 目的通过激光熔覆技术在Ti811钛合金表面制备Ni基复合涂层,以改善其摩擦磨损性能。方法采用同轴送粉激光熔覆技术在钛合金表面制备Ni45+WC+Y2O3多道搭接激光熔覆层,运用XRD、SEM、EDS分析熔覆层微观组织及相组成,运用Bramfitt二维点阵错配度理论,计算低指数晶面间二维错配度,分析复合相结构。采用显微硬度计测试熔覆层显微硬度值,通过摩擦磨损试验机测试基材和熔覆层的摩擦磨损性能,采用白光非接触式轮廓仪测量基材和熔覆层磨损体积,结合磨损表面形貌,分析熔覆层磨损机制。结果熔覆层生成相主要包括Ti2Ni、Ti B2、Ti C、α-Ti以及Ti C依附于Ti B2的复合生长相。复合相中,Ti B2(0001)晶面与Ti C(111)晶面受热膨胀影响的二维点阵错配度δ=0.907%,满足晶格界面共格原则,Ti B2可有效作为Ti C的异质形核基底。熔覆层显微硬度值约为1050~1100HV0.5,摩擦系数约为0.42,磨损体积为4.07×10^7μm^3,磨损率为3.0×10^-4mm^3/(N·m),磨损机制是以磨粒磨损为主,粘着磨损为辅的混合磨损机制。结论与基材对比,熔覆层显微硬度值提高约2.5倍,摩擦系数和磨损率分别降低约35%和36%,熔覆层摩擦磨损性能显著提高。
- 张天刚肖海强孙荣禄姚波张倩
- 关键词：激光熔覆显微组织错配度
- Ti811合金表面激光熔覆涂层微观组织及性能研究被引量：4
- 2019年
- 目的研究Ti811合金表面激光熔覆涂层的微观组织及磨损性能。方法利用激光熔覆技术,在Ti811合金表面激光熔覆原位合成了Ti C+Ti B2增强镍基复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、显微硬度计和摩擦磨损试验机,系统地研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度及摩擦磨损性能,并利用二维点阵错配度理论对Ti C的细化机理进行分析。结果激光熔覆涂层与基体呈良好的冶金结合,熔覆层生成物相主要由Ti C、Ti B2、Ti2Ni和γ-Ni组成,其中Ti C呈等轴枝晶状和花瓣状,Y2O3的(111)面与Ti C的(110)面之间的二维点阵错配度为6.813%,Y2O3作为Ti C的非均质形核核心为中等有效。熔覆层的平均显微硬度为913.93HV0.5,约为基体Ti811硬度的2.4倍。熔覆层摩擦系数稳定在0.45～0.52之间,磨损机理主要为粘着磨损与磨粒磨损。结论采用激光熔覆技术能够在Ti811合金表面成功制备Ni基复合增强涂层。熔覆层中Y2O3颗粒具有细晶强化、弥散强化、增加形核率的作用,熔覆层具有较高的显微硬度与良好的耐磨损性能。
- 刘亚楠孙荣禄张天刚牛伟
- 关键词：激光熔覆TI811合金Y2O3
- 钛合金TC4激光熔覆NiCrBSi+Ni/MoS_2涂层组织和摩擦磨损性能被引量：28
- 2014年
- 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。
- 孙荣禄牛伟雷贻文唐英
- 关键词：激光熔覆原位自生摩擦磨损性能
- 激光功率对Ti合金表面制备Ni包B4C熔覆涂层组织性能的影响被引量：1
- 2019年
- 采用激光熔覆技术,在钛合金表面制备TC4-10%B4C/Ni覆层,利用SEM、XRD、EDS对熔覆层的宏观形貌和显微组织进行分析。结果表明:原位生成的TiC、TiB、TiB2弥散分布于α-Ti基体中,且在覆层中有留存的未熔B4C颗粒;随着激光功率的增加,覆层稀释率变大,留存B4C数量减少,板条状TiB数量和尺寸增大;随着激光功率的增加,覆层显微硬度降低,摩擦因数降低,磨损性能显著改善。
- 胡春亮胡春亮孙荣禄林熙
- 关键词：激光熔覆
- TC4表面单道与多道搭接激光熔覆自润滑涂层微观组织对比研究被引量：5
- 2017年
- 在TC4表面预制Ni60/20%WS2粉末,分别采用单道与多道搭接激光熔覆技术制备了自润滑涂层。结果表明,多道搭接激光熔覆层比单道激光熔覆层更容易产生裂纹,开裂方向与扫描方向有一定夹角。多道搭接激光熔覆层和单道激光熔覆层的主要成分相同,都生成了润滑相、硬质相,但多道搭接激光熔覆层中的硬质相和润滑相分布的密度较小且组织较粗大。多道搭接激光熔覆层的显微硬度分布在800~1 000HV0.5之间,单道激光熔覆层的显微硬度分布在950~1 150HV0.5之间,前者显微硬度偏低一方面是由于单道激光熔覆层的细晶强化作用,另外一方面是因为多道搭接激光熔覆层的硬质相分布密度较低。
- 张天刚孙荣禄
- 关键词：钛合金多道搭接激光熔覆显微组织
- 焊接电流对钛合金表面等离子堆焊镍基合金涂层质量的影响被引量：4
- 2016年
- 通过等离子堆焊技术在TC4钛合金表面进行Ni Cr BSi涂层堆焊试验。由于堆焊过程中焊接电流对涂层质量影响最大,故本试验改变焊接电流的大小分别得到不同的焊接涂层,分析其宏观形貌、稀释率、微观组织、裂纹率、微观硬度的不同,得到焊接电流对堆焊涂层质量的影响。结果表明,随着焊接电流的增大,堆焊层的宽度W、高度H、基底熔深h和稀释率η均增大,堆焊层出现针状相、块状相与小球状相的数量增多,裂纹易产生,一定范围内显微硬度减小。
- 王永海孙荣禄
- 关键词：等离子堆焊镍基合金焊接电流
- 激光熔覆钛基金属陶瓷复合涂层的组织与性能被引量：2
- 2020年
- 为了提高TC4合金的耐磨减摩性,利用激光熔覆技术在TC4合金表面激光熔覆TC4+h-BN混合粉末制备钛基金属陶瓷复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等手段对熔覆层宏观形貌和微观组织进行观察,利用显微硬度计对熔覆层、热影响区、基体的硬度进行测试,通过摩擦磨损试验机对熔覆层和基体的摩擦因数进行测量,利用电子精密天平对熔覆层和基体的磨损量进行检测。结果表明:熔覆层主要由杆状相TiB、三元共晶组织(Ti-B-N)和基底α-Ti组成。熔覆层硬度分布在1000~1200 HV0.5之间,熔覆层磨损机理为轻微的磨粒磨损,TC4基体为严重的磨粒磨损。熔覆层摩擦因数较基体下降了0.04,磨损量较基体下降了7 mg,熔覆层的耐磨减摩性能较基体有所提高。
- 谭金花孙荣禄牛伟牛伟郝文俊
- 关键词：激光熔覆层TC4合金显微硬度耐磨性
- Ti811表面单道与多道TC4激光熔覆层微观组织对比被引量：5
- 2018年
- 按照CFM发动机维修手册的修复建议,在Ti811钛合金表面,利用同步送粉激光熔覆技术,制备了单道与多道搭接TC4激光熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等分析了涂层组织和相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,单道涂层微观组织呈现魏氏体结构,由α-Ti组成的晶界中分布大量的针状马氏体α′和残留β′-Ti,涂层中弥散分布着10—150nm的纳米Ti_3Al;多道搭接涂层由基底α-Ti和均匀分布的Ti_3Al组成;单道涂层和多道搭接涂层的显微硬度相比基底都有所提高,单道涂层显微硬度最高为485HV_(0.5),多道搭接涂层显微硬度最高为510HV_(0.5)。
- 张天刚孙荣禄安通达张宏伟
- 关键词：激光熔覆TC4多道搭接
