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等离子熔敷TiC/γ-(Fe,Ni)复合涂层组织与耐磨性

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材料热处理学报 2012年第3期33卷 119-123页

作者：刘元富刘秀波张伟杨思泽北京交通大学机械与电子控制工程学院材料研究所北京100044 苏州大学机电工程学院江苏苏州215006 中国科学院物理研究所北京100080

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了... 详细信息

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了涂层在室温干滑动磨损试验条件下的摩擦磨损性能,结果表明:等离子熔敷TiC金属陶瓷增强复合涂层显微组织细小均匀,由花瓣状和少量颗粒状TiC初生相均匀分布在TiC/γ-(Fe,Ni)共晶基体上组成,涂层与不锈钢基材之间形成了完全冶金结合,涂层平均显微硬度约790 HV,涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出良好的耐磨性及较低的摩擦系数。

关键词：等离子熔敷 TiC 涂层显微组织耐磨性

等离子熔敷Cr_7C_3金属陶瓷增强复合涂层组织与耐磨性研究

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摩擦学学报 2006年第3期26卷 270-274页

作者：刘元富韩建民徐向阳李荣华李卫京北京交通大学机电工程学院材料研究所北京100044

利用等离子熔敷技术,以Fe-Cr-C合金粉末为原料在正火态C级钢表面制备出Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层,分析了复合涂层的显微组织结构,评价了复合涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性.结果表明:等离子熔敷Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层的组织... 详细信息

利用等离子熔敷技术,以Fe-Cr-C合金粉末为原料在正火态C级钢表面制备出Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层,分析了复合涂层的显微组织结构,评价了复合涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性.结果表明:等离子熔敷Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层的组织均匀、与基材之间为完全冶金结合,涂层显微组织为规则块状Cr7C3金属陶瓷相均匀分布于Cr7C3与γ-Fe固溶体构成的共晶基体上,其硬度较高;涂层在室温干滑动磨损条件下表现出优异的耐磨性,复合涂层磨损质量损失随载荷增加变化缓慢.

关键词：等离子熔敷 Cr7C3 涂层磨损性能

硼对液压支架立柱等离子熔敷涂层组织性能的影响

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焊接学报 2017年第4期38卷 77-80页

作者：丁卫东栗卓新李国栋北京工业大学材料科学与工程学院北京100024

使用自制药芯焊丝等离子熔敷技术在液压支架立柱表面制备高硼熔敷层,分别研究了硼对熔敷层显微组织、结构、显微硬度、耐磨性、耐蚀性的影响.结果表明,四组高硼熔敷层成形良好,无裂纹,组织均匀致密.随硼含量的增加,熔敷层的显微硬度先... 详细信息

使用自制药芯焊丝等离子熔敷技术在液压支架立柱表面制备高硼熔敷层,分别研究了硼对熔敷层显微组织、结构、显微硬度、耐磨性、耐蚀性的影响.结果表明,四组高硼熔敷层成形良好,无裂纹,组织均匀致密.随硼含量的增加,熔敷层的显微硬度先增加后降低,最大为440 HV20,耐磨性与硬度呈对应关系;盐雾试验480 h后1号,2号熔敷层未出现腐蚀点,表现出良好的耐蚀性.综合分析表明,B元素含量为1.150%时,在保证硬度和耐磨性能的同时,盐雾腐蚀480 h未出现腐蚀点,满足液压支架立柱的使用要求.

关键词：等离子熔敷液压支架立柱熔敷层

等离子熔敷Cr_7C_3金属陶瓷增强耐磨复合涂层组织与耐磨性

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材料科学与工程学报 2006年第3期24卷 354-357页

作者：刘均波黄继华王立梅潍坊学院机电工程学院山东潍坊261041 北京科技大学材料学院北京100083 潍坊学院实验室与设备管理处山东潍坊261041

利用等离子熔敷技术,以Fe-Cr-C合金粉末为原料,在调质C级钢表面制得了Cr7C3金属陶瓷增强快速凝固耐磨复合涂层。利用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱、X射线衍射分析了涂层的显微组织结构,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨... 详细信息

利用等离子熔敷技术,以Fe-Cr-C合金粉末为原料,在调质C级钢表面制得了Cr7C3金属陶瓷增强快速凝固耐磨复合涂层。利用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱、X射线衍射分析了涂层的显微组织结构,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性。结果表明:等离子熔敷Cr7C3金属陶瓷增强复合涂层硬度高、组织均匀、与基材之间为完全冶金结合;涂层显微组织为规则块状Cr7C3金属陶瓷初生相均匀分布于Cr7C3与-γFe固溶体构成的共晶基体上;涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出优异的耐磨性,涂层磨损质量损失随载荷的增加变化十分缓慢,涂层具有优异的载荷特性。

关键词：等离子熔敷 Cr7C3 涂层显微组织耐磨性

焊后热处理时间对等离子熔敷钴基合金涂层的显微组织和耐腐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2018年第11期39卷 107-114页

作者：初雅杰夏浩李晓泉朱宇许欣童何秀男南京工程学院材料工程学院江苏南京211167 江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室江苏南京211167 江苏双勤民生冶化设备制造有限公司江苏靖江214500

研究了焊后热处理时间对Q235钢表面等离子堆焊的钴基合金熔敷层的显微组织和耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜对熔敷层组织形貌进行观察和分析,采用电化学工作站对熔敷层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果表明：... 详细信息

研究了焊后热处理时间对Q235钢表面等离子堆焊的钴基合金熔敷层的显微组织和耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜对熔敷层组织形貌进行观察和分析,采用电化学工作站对熔敷层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性进行了研究。结果表明：随着热处理时间的延长,熔敷层与基体界面处元素扩散充分,浓度梯度减小,熔覆层内枝晶不断长大,点蚀击破电位随着时间的延长先升高后降低,5 h击破电位Eb最低,（Eb-E（pr））值最小。虽然热处理时间的延长没有提高熔覆层的点蚀击破电位,但是保护电位的升高使其综合耐腐蚀性能最好。

关键词：等离子熔敷钴基合金电化学显微组织

等离子熔敷MoSi2+TiC增强耐磨抗高温氧化复合材料涂层组织及性能研究

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等离子熔敷MoSi2+TiC增强耐磨抗高温氧化复合材料涂层组织及性能...

作者：张龙华北京交通大学

学位级别：硕士

等离子熔敷技术是近几十年来逐渐发展起来的表面改性技术,具有生产效率高、能量转化效率高、设备造价和维护成本低、操作方便等优点,其发展前景十分广阔。金属硅化物MoSi2因其具有高熔点、高弹性模量、适中的密度、较高的硬度、低热膨... 详细信息

等离子熔敷技术是近几十年来逐渐发展起来的表面改性技术,具有生产效率高、能量转化效率高、设备造价和维护成本低、操作方便等优点,其发展前景十分广阔。金属硅化物MoSi2因其具有高熔点、高弹性模量、适中的密度、较高的硬度、低热膨胀系数、较高的韧-脆转变温度、良好的抗热震性能和抗高温氧化性能而常被用作耐磨材料和抗高温氧化材料。金属陶瓷TiC因其具有高硬度、高熔点、低密度、良好的耐磨性以及良好的导热导电性能而常被用作耐磨复合材料的增强相。本文分别以Ni-36.3Mo-21.1Si-4.5C-18.1Ti (wt.%), Ni-27.2Mo-15.8Si-3.4C-13.6Ti (wt.%)和Ni-18.2Mo-10.5Si-2.2C-9.1Ti (wt.%)混合合金粉末为原料,利用直流电弧等离子熔敷技术在Q235基材表面原位合成了以MoSi2和TiC为增强相,以Fe基或Ni基固溶体为主要基体相的耐磨抗高温氧化复合材料涂层。利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了等离子熔敷涂层的显微组织结构及相组成。结果表明：以Ni-36.3Mo-21.1Si-4.5C-18.1Ti (wt.%)混合合金粉末为原料所制备的涂层的主要组成相为MoSi2、TiC、FeSi2和Ni2Si;以Ni-27.2Mo-15.8Si-3.4C-13.6Ti(wt.%)混合合金粉末为原料所制备的涂层的主要组成相为MoSi2、TiC和γ-(Fe,Ni);以Ni-18.2Mo-10.5Si-2.2C-9.1Ti (wt.%)混合合金粉末为原料所制备的涂层的主要组成相为MoSi2、TiC和γ-(Ni, Fe)。涂层组织细小且致密,尺寸相对较大的不规则块状初生相MoSi2和小颗粒状初生相TiC均匀弥散的分布在Fe基或Ni基固溶体基体中,涂层与基材之间呈良好的冶金结合。利用显微硬度计测试了涂层的硬度梯度分布。结果表明,涂层具有高且均匀的硬度分布,随着涂层中Ni含量的减少,涂层硬度逐渐升高。利用销-盘式磨损试验机测试了涂层的室温干滑动摩擦磨损性能,结果表明,涂层在室温干滑动摩擦磨损试验条件下具有较低的摩擦系数和磨损失重,且载荷对涂层的磨损失重影响较小,意味着涂层在高接触应力下仍具有优异的耐磨性能,其中以Ni-27.2Mo-15.8Si-3.4C-13.6Ti (wt.%)混合合金粉末为原料的等离子熔敷涂层具有最好的耐磨性。利用BFX-12B型箱式电炉测试了涂层的抗高温氧化性能,结果表明：等离子熔敷复合材料涂层在800℃、1000℃和1150℃恒温氧化试验条件下均具有较低的氧化增重,其氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,意味着涂层具有良好的抗氧化性能,其中以Ni-27.2Mo-15.8Si-3.4C-13.6Ti (wt.%)混合合金粉末为原料的等离子熔敷涂层具有最好的抗高温氧化性能。

关键词：等离子熔敷复合材料涂层显微组织耐磨性抗高温氧化性能

等离子熔敷TiC/γ-Ni耐磨抗冲击复合材料涂层组织及性能稳定性研究

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等离子熔敷TiC/γ-Ni耐磨抗冲击复合材料涂层组织及性能稳定性研究

作者：韩云龙北京交通大学

学位级别：硕士

煤炭在国民经济中占有极其重要的战略地位,近段时期内,我国以煤炭为主的能源结构不会发生根本性改变。采煤机截齿是安装在采煤机最前端用来切割煤昙的工具,提高采煤机截齿的耐磨性将对整个采煤行业产生深远的影响。等离子溶敷技术具有... 详细信息

煤炭在国民经济中占有极其重要的战略地位,近段时期内,我国以煤炭为主的能源结构不会发生根本性改变。采煤机截齿是安装在采煤机最前端用来切割煤昙的工具,提高采煤机截齿的耐磨性将对整个采煤行业产生深远的影响。等离子溶敷技术具有生产效率高、操作方便、设备成本低等一系列优点。金属陶瓷TiC硬度高,熔点高,密度低且耐磨性能优异;Ni与TiC有很好的润湿性,Ni基固溶体耐热、耐蚀及强韧性优异。本文分别选取19Ni-37C-44Ti(at.%).30Ni-32C-38Ti(at.%).40Ni-26.5C-33.5Ti(at.%)和50Ni-22C-28Ti(at.%)混合合金粉末为原料,采用等离子熔敷技术在Q235基材表面制备了以TiC为增强相,以y-Ni固溶体为主要基体相的耐磨抗冲击复合材料涂层。对各涂层与截齿采用相同热处理工艺,利用***以及EDS分析了等离子熔敷复合材料涂层以及热处理后涂层的显微组织结构以及主要相组成。结果表明：以19Ni-37C-44Ti(at.%)混合合金粉末为原料制备的涂层A主要组成相为金属陶瓷相TiC和γ-(Fe,Ni)固溶体,另外有少量未参加反应的石墨颗粒;以30Ni-32C-38Ti(at.%)混合合金粉末为原料制备的涂层B,以40Ni-26.5C-33.5Ti (at.%)混合合金粉末为原料制备的涂层C及以50Ni-22C-28Ti(at.%)混合合金粉末为原料制备的涂层D,三种涂层的主要组成相均为金属陶瓷相TiC和γ-(Ni,Fe)固溶体,另外有部分未参加反应石墨颗粒,但各组成相的含量及形貌各不相同;所有涂层经热处理后无新相生成,表明涂层具有良好的高温组织稳定性。涂层与基材之间形成了良好的冶金结合,组织细小,具有典型的快速凝固特征,高硬度的深灰色初生相TiC弥散分布在以强韧性良好的γ-(Ni,Fe)固溶体为主的基体相中。利用显微硬度计测试了各涂层热处理前、后的显微硬度梯度分布,结果表明,热处理前、后涂层均具有比齿体材料35CrMnSi更高的硬度分布,不同涂层之间,随着Ni含量的增加硬度逐渐降低;同一涂层内,由涂层表面至结合区硬度逐渐降低;所有涂层经热处理后硬度略有下降。利用销-盘式磨损试验机测试了各涂层热处理前、后的室温干滑动摩擦磨损性能,结果表明：在室温干滑动摩擦磨损试验条件下,各涂层较齿体材料35CrMnSi拥有更少的磨损失重和较低的摩擦系数,且涂层A、B、C的磨损失重对载荷不敏感。涂层随着Ni含量的增加,耐磨性逐渐下降;所有涂层经热处理后硬度略有下降;考虑到涂层A中微裂纹的存在以及采煤机截齿高磨损强冲击的工况,涂层B为最佳选择。

关键词：采煤机截齿等离子熔敷耐磨性 TiC 涂层

等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及性能研究

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等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及性能研...

作者：周咏霖北京交通大学

学位级别：硕士

钛合金具有密度小,比强度、比刚度高,抗蚀性能优异等突出性能特点,被广泛应用于航空、航天、石油化工、造船等工业部门。然而,钛合金也存在摩擦系数大、易粘着、耐磨性低、难于润滑等缺点,严重限制了其作为摩擦副运动零部件的应用。针... 详细信息

钛合金具有密度小,比强度、比刚度高,抗蚀性能优异等突出性能特点,被广泛应用于航空、航天、石油化工、造船等工业部门。然而,钛合金也存在摩擦系数大、易粘着、耐磨性低、难于润滑等缺点,严重限制了其作为摩擦副运动零部件的应用。针对这一现实情况,本文采用直流等离子弧熔敷技术对钛合金进行表面强化处理,用以提高其硬度、耐磨及抗蚀性能。选择高纯氩气为工作和保护气体,分别以Ti-43Si-19Ni-38(wt.%), Ti-39Si-16Ni-45(wt.%)和Ti-28Si-13Ni-59(wt.%)混合合金粉末为原料,利用直流等离子熔敷技术在BT9钛合金基材表面分别制备了以金属间化合物NiTi2为基体主要组成相、含有不同体积分数的难熔金属硅化物Ti5Si3为初生相的金属间化合物复合材料涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析了等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层的相组成及显微组织结构,测试了涂层的硬度梯度分布。结果表明：涂层组织致密、均匀细小,与基材之间呈良好的冶金结合;涂层硬度较基材明显提高,且随着增强相Ti5Si3体积分数越高,涂层硬度越大。进行了室温干摩擦滑动磨损试验,结果表明：等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层在室温干摩擦滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性及较低的摩擦系数,磨损失重很低,且随载荷增大,涂层磨损失重增加十分缓慢。

关键词：等离子熔敷复合材料涂层显微组织结构磨损

等离子熔敷制备TiC-NbC增强铁基复合材料熔敷层的研究

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等离子熔敷制备TiC-NbC增强铁基复合材料熔敷层的研究

作者：杨愿愿郑州大学

学位级别：硕士

金属基复合材料兼有金属基体的良好塑韧性和增强相的高比强优点,比传统金属材料具有更高的比强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀性能等特点。进行TiC-NbC颗粒增强铁基复合材料熔敷层的研究,具有较高的理论意义和实际应用价值。采用粉末等离... 详细信息

金属基复合材料兼有金属基体的良好塑韧性和增强相的高比强优点,比传统金属材料具有更高的比强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀性能等特点。进行TiC-NbC颗粒增强铁基复合材料熔敷层的研究,具有较高的理论意义和实际应用价值。采用粉末等离子熔敷制备了TiC-NbC增强高铬镍铸铁基复合材料熔敷层和高铬镍钢基复合材料熔敷层,使用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度计等手段,研究了碳含量和TiC-NbC增强相含量对其组织与性能的影响。结果表明:在高铬镍铸铁基复合材料熔敷层中,Ti优先与C生成Ti C,Nb C以Ti C为核心长大,生成TiC-NbC复合碳化物均匀地分布于熔敷层中。随着碳含量的降低,TiC-NbC复合碳化物形貌逐渐由块状变为双叶状、三叶状、十字状,铬的初生碳化物(Cr,Fe)7C3由粗大的规则正六棱柱状变为细小的不规则六棱柱状,其体积分数变小。高铬镍钢基复合材料熔敷层的显微组织主要由奥氏体、TiC-NbC复合碳化物、铬的碳化物组成。当Ti C含量为1%时,随着外加Ti C含量的增加,熔敷层的硬度及耐磨性增加。当外加Ti C含量达到6%以上时,熔敷层出现裂纹,焊缝成形较差,有部分Ti C颗粒团聚在一起。在高铬镍钢基复合材料熔敷层中,固溶体中Cr的含量比高铬镍铸铁基复合材料高。在高铬镍铸铁基复合材料熔敷层中,随着碳含量的降低,固溶体中的Cr含量不断增加,当Cr的固溶量达到约19%时,固溶量不再继续增加;而在高铬镍钢基复合材料熔敷层中,随着外加Ti C量的增加,固溶体中Cr的含量变化不明显。

关键词：等离子熔敷熔敷层复合材料 TiC-NbC