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高功率半导体激光熔覆絮状WC-Ni基超硬复合材料

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中国激光 2009年第12期36卷 3262-3266页

作者：杨胶溪王智勇左铁钏北京工业大学激光工程研究院北京100124

高功率半导体激光器(HPDL)是新型先进装备,且体积小、电光转换效率高,在材料制备和加工方面具有良好的发展前景。使用3 kW高功率半导体激光设备,采用同步送粉的方式,在304不锈钢基体上制备絮状WC-Ni基超硬复合材料,获得了与基体冶金结... 详细信息

高功率半导体激光器(HPDL)是新型先进装备,且体积小、电光转换效率高,在材料制备和加工方面具有良好的发展前景。使用3 kW高功率半导体激光设备,采用同步送粉的方式,在304不锈钢基体上制备絮状WC-Ni基超硬复合材料,获得了与基体冶金结合且无气孔和裂纹等缺陷的熔覆层。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对激光熔覆层进行组织、成分及物相表征。研究结果表明,采用半导体激光进行熔覆可获得WC较高质量分数(60%)且稀释率很低的WC-Ni超硬复合材料。激光熔覆WC-Ni基超硬复合材料的组织主要是γ-Ni,WC,W2C,Ni3B,CrB2等物相组成。激光熔覆层的硬度不均匀,其平均值为HV 1100,远高于基体硬度HV 350,过渡区处硬度呈很窄的梯度分布。

关键词：激光技术半导体激光熔覆超硬复合材料显微组织

激光熔覆MoSi_2复合涂层组织演变与性能研究

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中国激光 2013年第12期40卷 58-64页

作者：杨胶溪王志成王欣胡星北京工业大学激光工程研究院北京100124

使用光斑直径为3mm的CO2激光器制备单一MoSi2熔覆层,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)检测得出熔覆层内部长条枝晶主要为(Fe,Si)2Mo,枝晶间主要为α-Fe、Fe2Si两相共晶,涂层显微硬度在700HV左右。通过积分镜变换改进光斑得到尺寸为... 详细信息

使用光斑直径为3mm的CO2激光器制备单一MoSi2熔覆层,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)检测得出熔覆层内部长条枝晶主要为(Fe,Si)2Mo,枝晶间主要为α-Fe、Fe2Si两相共晶,涂层显微硬度在700HV左右。通过积分镜变换改进光斑得到尺寸为6mm×2mm的宽带矩形光斑,再进行Ni/MoSi2混合粉末的激光熔覆,发现随着Ni基合金量的增加,裂纹率明显降低,得到Ni、MoSi2临界质量比为3:7,并通过热应力和稀释率计算证明宽带激光熔覆能够适当地减小热拉应力的产生,并在一定程度上降低稀释率。最后通过XRD,能谱仪(EDS)等检测得出Ni/MoSi2样品中高Mo枝晶主要为MoSi2相和NiMo相,高Mo含量枝晶处显微硬度为整个涂层最大值,达到861.9HV,涂层显微硬度在750HV左右,大大地改善了基体的相关性能。

关键词：激光技术激光熔覆宽带光斑 (Fe,Si)2Mo相显微硬度

镀铬Inconel690合金管激光熔凝层中Cr的扩散行为

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金属热处理 2012年第11期37卷 68-70页

作者：邓化凌陈清伟杨胶溪山东电力研究院山东济南250002 山东里彦发电有限公司山东济宁273517 北京工业大学激光工程研究院北京100124

采用电镀铬+激光辐照表面改性方法对Inconel 690合金管进行表面处理,获得激光熔凝层。用SEM观察镀铬层及熔凝层的微观形貌,用EDX方法研究了Cr元素在熔凝层中的扩散行为。结果表明,在较浅的熔凝层中,从管壁的外缘至管的内部,Cr浓度梯度较... 详细信息

采用电镀铬+激光辐照表面改性方法对Inconel 690合金管进行表面处理,获得激光熔凝层。用SEM观察镀铬层及熔凝层的微观形貌,用EDX方法研究了Cr元素在熔凝层中的扩散行为。结果表明,在较浅的熔凝层中,从管壁的外缘至管的内部,Cr浓度梯度较大,呈逐渐降低趋势;随熔凝层深度的增加,Cr扩散深度增加,分布趋于均匀。

关键词： Inconel690合金镀铬层激光熔凝扩散行为

碳化钨-高铬铸铁表面复合材料耐磨粒磨损性能的研究

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摩擦学学报 1998年第4期18卷 322-326页

作者：许斌冯承明杨胶溪山东农业大学工程技术学院

用铸造表面合金化工艺在灰铸铁表面制备了碳化钨－高铬铸铁复合材料，用ＭＭ－２００型试验机研究了该复合材料的耐磨粒磨损性能，并与球墨铸铁、淬火态４５＃钢及Ｆｅ２Ｂ相硼化物层的进行了对比．结果表明：当合金粉剂中含碳化钨颗粒... 详细信息

用铸造表面合金化工艺在灰铸铁表面制备了碳化钨－高铬铸铁复合材料，用ＭＭ－２００型试验机研究了该复合材料的耐磨粒磨损性能，并与球墨铸铁、淬火态４５＃钢及Ｆｅ２Ｂ相硼化物层的进行了对比．结果表明：当合金粉剂中含碳化钨颗粒质量分数为２０％时，碳化钨－高铬铸铁复合材料的耐磨性最佳；磨粒硬度和尺寸增大时。

关键词：碳化钨颗粒高铬铸铁复合材料磨粒磨损

激光熔覆制备Ni/Ni_3Al基双性能材料及其内部微观组织分析

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中国激光 2015年第3期42卷 191-197页

作者：杨胶溪王艳芳王志成北京工业大学激光工程研究院北京100124

为解决激光熔覆工艺制备Ni/Ni3Al基双性能材料过程中产生的裂纹问题并使之保持良好的力学性能,采用优化工艺参数获得了冶金质量良好的双性能样品。研究发现,对制备过程中裂纹产生的原因与机理进行分析,通过改变激光参数能够有效降低涂... 详细信息

为解决激光熔覆工艺制备Ni/Ni3Al基双性能材料过程中产生的裂纹问题并使之保持良好的力学性能,采用优化工艺参数获得了冶金质量良好的双性能样品。研究发现,对制备过程中裂纹产生的原因与机理进行分析,通过改变激光参数能够有效降低涂层的开裂倾向。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等检测手段对单层和多层涂层进行微观组织形貌、成分分析,物相表征,结果发现单层熔覆样品由于Ni基合金的稀释作用在涂层中形成了少量Al8Cr5和Al4Cr Ni15相,而进行多层熔覆后,涂层样品物相为单一的Ni3Al相,单一的物相组成可保持Ni3Al基材料优异的性能,更能充分体现双性能材料的特点。对激光熔覆制备双性能原始样品和经过870℃时效处理之后的试样分别进行硬度测试,结果表明,制备得到的双性能样品在较高温度下依然能够保持较高的硬度值。

关键词：激光熔覆双性能材料裂纹敏感性显微硬度时效处理

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汽轮机汽蚀叶片YAG激光熔覆镍基合金研究

金属热处理 2008年第10期33卷 47-50页

作者：杨胶溪王喜兵陈虹左铁钏北京工业大学激光工程研究院北京100022

用YAG激光器对表面汽蚀的2Cr13钢汽轮机叶片进行修复,采用同步送粉的方式进行自熔性Ni-Cr-B-Si合金粉末的激光熔覆。借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对激光熔覆层进行组织及成分分析。研究结果表明,激光熔覆层硬度可达45～50 HRC... 详细信息

用YAG激光器对表面汽蚀的2Cr13钢汽轮机叶片进行修复,采用同步送粉的方式进行自熔性Ni-Cr-B-Si合金粉末的激光熔覆。借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对激光熔覆层进行组织及成分分析。研究结果表明,激光熔覆层硬度可达45～50 HRC,高于基底材料的硬度(35～40 HRC)。使用YAG固体激光对汽蚀叶片进行修复可以获得与母材冶金结合且无气孔、裂纹等缺陷的熔覆层,其组织主要是γ-Ni、Cr7C3、Ni2B、Ni3B以及少量的Cr2B和Cr3Si。

关键词：激光熔覆汽轮机叶片针孔组织结构

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TC轴承激光增材制造工艺及组织性能研究

材料工程 2016年第7期44卷 61-66页

作者：杨胶溪胡星王艳芳北京工业大学激光工程研究院北京100124

为解决常规方法制备TC轴承带来的磨损不均问题,提高TC轴承服役寿命,采用激光增材制造方法在钢制零件基体表面制备耐磨涂层。选用两套不同工艺参数分别在TC轴承内轴套外圆、外轴套内孔进行Cr3C2/Fe基耐磨材料的激光熔覆,获得了无气孔、... 详细信息

为解决常规方法制备TC轴承带来的磨损不均问题,提高TC轴承服役寿命,采用激光增材制造方法在钢制零件基体表面制备耐磨涂层。选用两套不同工艺参数分别在TC轴承内轴套外圆、外轴套内孔进行Cr3C2/Fe基耐磨材料的激光熔覆,获得了无气孔、裂纹且冶金质量优良的耐磨涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)检测分析手段进行形貌观察、成分分析、物相表征,并使用数字显微硬度计、摩擦磨损试验机、盐雾腐蚀实验箱分别对熔覆层进行硬度、耐磨性和耐腐蚀性进行测试。结果表明:TC轴承耐磨涂层的平均显微硬度为HV700,耐磨性为Ni60涂层的3倍,耐腐蚀性接近于316L不锈钢。

关键词：激光熔覆 TC轴承铁基碳化铬合金组织与性能