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铸铁风机叶轮表面激光定向能量沉积铜合金CuSn15性能与工艺研究

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应用激光 2023年第11期43卷 17-25页

作者：石浩高爱珍刘士华孙杰山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 山东大学航空构件制造技术与装备研究中心山东济南250061 山东省章丘鼓风机股份有限公司山东济南250200

防爆鼓风机叶轮为实现防爆功能,多采用铜合金整体铸造,制造资源消耗大,生产成本昂贵,通过在铸铁叶轮表面激光定向能量沉积的方法熔覆防爆铜合金能够有效降低资源消耗,节约成本。然而,铸铁与铜合金物理性能差异巨大,且铜合金的激光吸收... 详细信息

防爆鼓风机叶轮为实现防爆功能,多采用铜合金整体铸造,制造资源消耗大,生产成本昂贵,通过在铸铁叶轮表面激光定向能量沉积的方法熔覆防爆铜合金能够有效降低资源消耗,节约成本。然而,铸铁与铜合金物理性能差异巨大,且铜合金的激光吸收率极低,在铸铁表面沉积铜合金极易产生氧化、裂纹、难以融合等缺陷。为实现在铸铁表面进行高质量铜合金激光定向能量沉积成形,首先研究预热缓冷工艺等温度梯度控制策略对激光定向能量沉积质量的影响,进而通过观察微观组织形貌以及测量结合界面处的显微硬度,分析NiCrBSi和Inconel 718两种镍基合金过渡层对沉积效果的影响,并完成复杂叶轮表面激光熔覆工艺路径规划。最终,通过采用预热缓冷工艺并选择合适的过渡层,成功实现在铸铁叶轮表面进行CuSn15的激光定向能量沉积,所得沉积层无裂纹、孔洞等缺陷。

关键词：激光定向能量沉积鼓风机叶轮铸铁 CuSn15合金工艺

铸铁表面激光熔覆铁基合金涂层的组织性能研究

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激光与红外 2022年第8期52卷 1137-1142页

作者：郭士锐赵阳崔陆军郑博李晓磊崔英浩陈永骞中原工学院机电学院河南郑州450007

为解决铸铁表面熔覆铁基合金熔覆层耐腐蚀性能不足,限制其应用场合的问题。采用大功率半导体光纤耦合激光器在灰铸铁平板上制备四种镍含量不同的铁基合金粉末熔覆层,利用光学显微镜、数显维氏硬度计,WTM-2E微型摩擦磨损试验仪及盐雾腐... 详细信息

为解决铸铁表面熔覆铁基合金熔覆层耐腐蚀性能不足,限制其应用场合的问题。采用大功率半导体光纤耦合激光器在灰铸铁平板上制备四种镍含量不同的铁基合金粉末熔覆层,利用光学显微镜、数显维氏硬度计,WTM-2E微型摩擦磨损试验仪及盐雾腐蚀箱等仪器对熔覆层金相显微组织、硬度、耐磨损和耐腐蚀性能进行检测。结果表明,四种铁基合金粉末熔覆层晶粒尺寸依次增大,晶粒数目减小,熔覆层硬度及耐磨性能降低,耐腐蚀性能提高。C铁基合金粉末熔覆层平均硬度550 HV_(0.3),相对于基材提高了3倍以上,耐磨性相对于基材提高了4倍,48 h腐蚀试验,较铁基合金熔覆层耐腐蚀性能显著增强,综合性能满足更多实际需求。本研究降低了铸铁件的修复成本,拓展了铁基合金修复铸铁件的应用范围,对工程实践具有重要指导意义。

关键词：铸铁激光熔覆镍含量显微组织硬度耐磨损耐腐蚀

铸铁表面激光熔覆1725/WC复合涂层工艺参数优化

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钢铁钒钛 2022年第1期43卷 152-157页

作者：杨海丽周海宽张凯奕华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术教育部重点实验室河北唐山063210 天津市永昌焊丝有限公司天津市高端装备制造焊接材料及技术企业重点实验室天津300300

采用激光熔覆技术在铸铁表面制备了1725/WC复合涂层,利用正交试验考察了激光功率、扫描速度及送粉率等因素对熔覆层稀释率和硬度的影响。结果表明:各因素对熔覆层稀释率影响的主次顺序为激光功率>送粉率>扫描速度。对熔覆层表面显微硬... 详细信息

采用激光熔覆技术在铸铁表面制备了1725/WC复合涂层,利用正交试验考察了激光功率、扫描速度及送粉率等因素对熔覆层稀释率和硬度的影响。结果表明:各因素对熔覆层稀释率影响的主次顺序为激光功率>送粉率>扫描速度。对熔覆层表面显微硬度影响的主次顺序为送粉率>激光功率>扫描速度。最优工艺参数为激光功率2000 W,扫描速度15 mm/s,送粉率10 g/min。按最优工艺制备的1725/WC复合涂层成形质量较好,WC分布较均匀,熔覆层的平均硬度(HV0.2)为483.0。

关键词：铸铁激光熔覆 1725/WC复合涂层稀释率硬度

基于接地材料功能需求的耐蚀铸铁表面改性研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：陆添爱蒋文昊吴伟张俊喜上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室

电力系统对接地材料的耐蚀性、导电性和成本要求越来越高，因此研发一种新型接地材料至关重要。本研究采用环氧树脂为碳源，控制不同的渗碳温度和保温时间对铸铁表面进行渗碳。采用XRD、Raman、SEM、金相分析、电化学腐蚀试验等方法，... 详细信息

电力系统对接地材料的耐蚀性、导电性和成本要求越来越高，因此研发一种新型接地材料至关重要。本研究采用环氧树脂为碳源，控制不同的渗碳温度和保温时间对铸铁表面进行渗碳。采用XRD、Raman、SEM、金相分析、电化学腐蚀试验等方法，研究不同渗碳参数对渗碳层和铸铁基体的组织特征、成分和耐蚀性的影响。研究发现，渗碳铸表面形成明显渗碳层，主要成分为Fe3C，耐蚀性显著提高，最优渗碳参数为以5℃/min从室温升至750℃后炉冷。合金铸铁表面采用渗碳工艺可显著提高其耐蚀性和导电性，能够满足接地材料功能需求。

关键词：接地网铸铁渗碳耐蚀性电化学测量

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铸铁喷涂渗铝工艺和性能

工程科学学报 2017年第6期39卷 889-895页

作者：胡宁樊自拴北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl_3... 详细信息

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl_3、内层是Fe_2Al_5和少量的FeAl_3;显微硬度有了很大程度的提高,峰值可达HV 950;渗铝试样在800、900℃进行高温氧化实验几乎不增重,抗氧化性能较铸铁可提升几十倍;同时试样也兼具良好的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能.

关键词：铸铁火焰喷涂渗铝扩散处理高温氧化

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我国铸铁生产技术现状与发展趋势

铸造 2022年第2期71卷 123-135页

作者：李克锐李增利崔宇卫东海陈昭郑州机械研究所有限公司河南郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

介绍了我国铸铁业发展现状,我国铸铁业在企业数量和铸件产量方面都处于主导地位,材质结构持续改善,质量稳步提升,技术含量和附加值逐步提升。分析了我国铸铁业特别是“十三五”以来取得的重要进展,铸铁材质强度、塑性和韧性持续提高,铸... 详细信息

介绍了我国铸铁业发展现状,我国铸铁业在企业数量和铸件产量方面都处于主导地位,材质结构持续改善,质量稳步提升,技术含量和附加值逐步提升。分析了我国铸铁业特别是“十三五”以来取得的重要进展,铸铁材质强度、塑性和韧性持续提高,铸铁生产技术和检测控制取得长足进步,铸铁件在高铁、核电、机器人等战略新兴产业领域的应用范围逐渐扩大。最后,展望了铸铁生产技术发展趋势,铸铁行业在未来有着光明的前景。

关键词：铸铁生产技术材质结构应用领域发展现状未来趋势

船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能研究

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舰船科学技术 2024年第3期46卷 75-78页

作者：刘昭亮孙长飞惠节江苏海事职业技术学院江苏南京211199

为有效预防铸铁材料的腐蚀,提高船舶的安全性,研究船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能。制备纳米Fe粉体材料和添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料以及指标甲酸溶液,利用正火态20钢制备铸铁试件M-... 详细信息

为有效预防铸铁材料的腐蚀,提高船舶的安全性,研究船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能。制备纳米Fe粉体材料和添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料以及指标甲酸溶液,利用正火态20钢制备铸铁试件M-1和M-2,将甲酸溶液作为腐蚀溶液,在不同高温环境下进行抗高温腐蚀性能测试。试验结果表明,铸铁涂层试件在高温甲酸溶液腐蚀后,涂层表明呈现不同程度凸起,该凸起为Al和Cr氧化物以及Fe氧化物,该氧化物对铸铁材料起到了保护膜作用,因此试件M-2的抗高温腐蚀性能较好;在相同高温甲酸溶液腐蚀环境下,试件M-2的质量损失数值也低于试件M-1,表明添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料制备成的铸铁试件M-2抗高温腐蚀能力较强。

关键词：船舶铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能腐蚀速率

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铸铁中气体元素氧、氮、氢的再认识

铸造 2021年第12期70卷 1412-1416页

作者：靳存文邢贝贝徐清军张学魁朱腾忠杜学山河南省金太阳精密铸业股份有限公司河南新乡453000 郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450000

氧、氮和氢为铸铁中的三大气体杂质元素,铸铁中氧、氮和氢元素的含量对铸铁的质量具有重要的影响。本文介绍了氧、氮、氢对铸铁组织和性能的影响,采用氧氮分析仪测定了灰铸铁与球墨铸铁中氧和氮的含量,分析了铸铁中氧、氮含量对灰铸铁... 详细信息

氧、氮和氢为铸铁中的三大气体杂质元素,铸铁中氧、氮和氢元素的含量对铸铁的质量具有重要的影响。本文介绍了氧、氮、氢对铸铁组织和性能的影响,采用氧氮分析仪测定了灰铸铁与球墨铸铁中氧和氮的含量,分析了铸铁中氧、氮含量对灰铸铁组织形态和力学性能的影响,确定了一些铸铁中氧、氮含量的适宜范围。

关键词：氧氮氢铸铁

AlCl_(3)-[EMIM]Cl离子液体中铸铁表面电沉积耐蚀铝涂层研究

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材料保护 2022年第4期55卷 77-84页

作者：李园园王锦霞谢宏伟尹华意宋秋实东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 东北大学理学院辽宁沈阳110819

为了阐明铸铁表面耐腐蚀铝涂层的电化学沉积机理,在AlCl_(3)-[EMIM]Cl离子液体中,采用循环伏安法和计时电流法分别研究了铸铁表面铝电化学涂层沉积电极过程和形核生长机制。通过恒电流密度法电沉积制备铝涂层。利用交流阻抗、极化曲线... 详细信息

为了阐明铸铁表面耐腐蚀铝涂层的电化学沉积机理,在AlCl_(3)-[EMIM]Cl离子液体中,采用循环伏安法和计时电流法分别研究了铸铁表面铝电化学涂层沉积电极过程和形核生长机制。通过恒电流密度法电沉积制备铝涂层。利用交流阻抗、极化曲线和盐雾试验研究电流密度和沉积时间对沉积铝涂层铸铁耐蚀性能的影响。结果表明:铝在铸铁表面的析出过电位小,几乎为零;沉积受传质过程控制,形核符合三维瞬时成核机制;沉积铝涂层的铸铁自腐蚀电位较纯铸铁的负移、且腐蚀电流明显变小。沉积电流密度是影响铸铁耐腐蚀能力的决定性因素,电流密度增大,铸铁耐蚀性能提高,当电流密度达到30 mA/cm^(2)时,沉积铝涂层的铸铁腐蚀电流较铸铁基体降低了1个数量级。当沉积时间为20 min时,晶粒小且耐蚀性优良。

关键词：铸铁铝涂层 AlCl_(3)-[EMIM]Cl离子液体电极过程腐蚀电流密度沉积时间