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不同温度和湿度下激光熔覆304L不锈钢局部修复车轮的摩擦磨损性能
1
作者 叶榕伟 王欣纪 +4 位作者 邹港 徐逸勋 何成刚 李尚桂 刘吉华 《机械工程材料》 北大核心 2025年第1期89-96,共8页
采用激光熔覆304不锈钢对CL60钢车轮试样进行局部修复,研究了不同温度和相对湿度条件(25℃,60%;50℃,60%;50℃,90%)下修复车轮试样的摩擦磨损性能。结果表明:温度越高,稳定摩擦因数越小,在温度50℃下相对湿度对稳定摩擦因数几乎无影响;... 采用激光熔覆304不锈钢对CL60钢车轮试样进行局部修复,研究了不同温度和相对湿度条件(25℃,60%;50℃,60%;50℃,90%)下修复车轮试样的摩擦磨损性能。结果表明:温度越高,稳定摩擦因数越小,在温度50℃下相对湿度对稳定摩擦因数几乎无影响;温度越高或相对湿度越小,局部修复车轮的磨损质量损失和裂纹长度角度越大,耐磨性能越差。在温度25℃、相对湿度60%条件下,车轮表面熔覆层与基体结合区靠近基体一侧存在大块材料剥落和小角度多层裂纹,裂纹向材料内部扩展,损伤较严重;相对湿度保持60%不变、温度提高至50℃,熔覆层损伤程度减轻,结合区出现明显的分界线且无明显裂纹;温度升高至50℃、相对湿度增加至90%,熔覆层内无明显损伤,结合区有少量剥落坑,依然存在明显分界。 展开更多
关键词 车轮 U75钢轨 激光熔覆修复 温度 湿度 磨损性能
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基于五轴联动的曲面激光熔覆路径规划
2
作者 陈炜 刘杰 +4 位作者 吴皓 曹一枢 白瑛 张小计 陈春刚 《锻压技术》 北大核心 2025年第4期165-171,共7页
为提高曲面模具激光熔覆成形精度和质量,进行了基于五轴联动的激光熔覆加工,并采用了喷嘴轴线与曲面加工点法矢量重合的策略。首先,根据解析曲面特征采用曲面等距轨迹生成法,运用NURBS曲线对交线进行描述。然后,以激光焦深作为激光熔覆... 为提高曲面模具激光熔覆成形精度和质量,进行了基于五轴联动的激光熔覆加工,并采用了喷嘴轴线与曲面加工点法矢量重合的策略。首先,根据解析曲面特征采用曲面等距轨迹生成法,运用NURBS曲线对交线进行描述。然后,以激光焦深作为激光熔覆加工轨迹的弦高约束条件来获得插补点,通过NURBS曲面拟合熔覆表面并微分解析插补点加工法矢量。最后,进行五轴联动曲面激光熔覆实验,对实验获得的熔覆层进行宏观形貌、微观组织和力学性能分析。结果表明,曲面熔覆层形控和质量良好,验证了该路径规划方法的适用性。 展开更多
关键词 曲面零件 五轴联动 路径规划 激光熔覆 热冲压模具
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高速激光熔覆Fe基非晶涂层裂纹及组织分析
3
作者 俞伟元 景瑞 +3 位作者 董鹏飞 吴保磊 李扬 强潇 《材料导报》 北大核心 2025年第7期134-139,共6页
为了减小激光喷涂熔覆层中的裂纹率,采用高速激光熔覆技术,在增大激光功率的条件下大幅增大激光扫描速度,制备了Fe基非晶熔覆层。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜以及配置能谱仪(EDS)的电子显微镜等研究了熔覆层的形貌和不同区域物相;... 为了减小激光喷涂熔覆层中的裂纹率,采用高速激光熔覆技术,在增大激光功率的条件下大幅增大激光扫描速度,制备了Fe基非晶熔覆层。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜以及配置能谱仪(EDS)的电子显微镜等研究了熔覆层的形貌和不同区域物相;用Jade软件计算了熔覆层的相对非晶含量;用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics模拟了熔覆层的温度场和热应力。研究发现,高速激光熔覆得到的Fe基熔覆层晶粒尺寸、非晶相含量和裂纹率分别随激光扫描速度的增大而减小、升高和减小。与常规扫描速度得到的熔覆层相比,不同扫描速度下的高速激光熔覆层非晶相含量均较低。模拟结果证明,通过增大激光扫描速度可以减小熔覆层中的热输入,从而减小其热应力,降低熔覆层的开裂倾向。 展开更多
关键词 Fe基非晶涂层 激光熔覆 裂纹率 非晶相含量
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表面织构对H13模具钢激光熔覆残余应力影响分析
4
作者 赵昌龙 于子策 +3 位作者 杜伟龙 张自豪 白宇阳 张书豪 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期21-27,共7页
在H13模具钢多层激光熔覆过程中,通过预置表面织构以降低激光熔覆后模具钢熔覆层的残余应力,减少其裂纹的产生。首先,对待加工表面进行预处理,预置正方形表面织构,并利用Ansys软件APDL语言模拟激光熔覆过程,对熔覆过程中的温度场和应力... 在H13模具钢多层激光熔覆过程中,通过预置表面织构以降低激光熔覆后模具钢熔覆层的残余应力,减少其裂纹的产生。首先,对待加工表面进行预处理,预置正方形表面织构,并利用Ansys软件APDL语言模拟激光熔覆过程,对熔覆过程中的温度场和应力场进行了耦合分析研究;其次,结合正交实验模拟结果研究预置织构对激光熔覆层温度场和残余应力的影响;最后,进行实验测定。研究结果表明,对正交仿真实验结果进行均值化分析可知,最优熔覆参数为激光功率P=400 W,扫描速率v=20 mm/s,激光光斑半径R=0.8 mm,影响熔覆层残余应力的影响程度顺序依次为激光功率>激光光斑半径>扫描速率。将最优参数下有、无织构的仿真及实际加工结果进行对比,仿真结果中有织构激光熔覆后工件表面的残余应力降低了25.96%,实际熔覆后有织构工件表面的残余应力18.55%。因此通过在H13模具钢基体表面预置织构的方法,可以降低熔覆层残余应力,从而减少或消除裂纹的产生,在利用激光熔覆进行模具再制造过程中可以起到积极有效的作用。 展开更多
关键词 残余应力 激光熔覆 表面织构 有限元分析 H13模具钢
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超高速激光熔覆镍基合金涂层组织性能及抗高温冲蚀性能
5
作者 李勇 刘福广 +7 位作者 常哲 杨二娟 许有海 刘国刚 刘冠红 姜提会 韩天鹏 坚永鑫 《铸造》 2025年第3期335-343,共9页
针对火电锅炉受热面飞灰冲蚀损伤,利用超高速激光熔覆在15CrMo钢管表面制备了具有优异抗高温冲蚀性能的镍基合金涂层。利用SEM、EDS、EBSD等对涂层显微组织进行分析,进而评价了超镍基合金涂层的力学和抗高温冲蚀磨损性能。研究表明:超... 针对火电锅炉受热面飞灰冲蚀损伤,利用超高速激光熔覆在15CrMo钢管表面制备了具有优异抗高温冲蚀性能的镍基合金涂层。利用SEM、EDS、EBSD等对涂层显微组织进行分析,进而评价了超镍基合金涂层的力学和抗高温冲蚀磨损性能。研究表明:超高速激光熔覆镍基合金涂层具有较薄的厚度(约为215μm)和低表面粗糙度(14.56μm),且涂层内部与界面处无明显裂纹。涂层主要由γ-Ni枝晶和晶间Laves相组成,γ-Ni晶粒逐渐由涂层界面的平面晶转变为表面的等轴晶形态。涂层平均硬度为HV 328.07,约为15CrMo钢基体的1.8倍,且其与基材界面剪切强度为414.26 MPa,证明其强界面结合。在600℃下涂层表现出优异的抗固态颗粒冲蚀性能,冲蚀体积损失比基体降低约63%,主要源于其高硬度和抗高温氧化性能。 展开更多
关键词 超高速激光熔覆 镍基合金涂层 显微组织 力学性能 高温冲蚀性能
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高速钢表面纳秒激光熔覆高硬度涂层的研究
6
作者 刘壮 庞祥哲 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 2025年第2期199-206,共8页
通过ANSYS仿真软件分析高速钢表面纳秒激光熔覆钴基材料,讨论激光工艺参数与熔覆层温度的关系,以期获得纳秒激光熔覆钴基材料的工艺规律,得出关键加工参数范围,为实际熔覆实验提供数据参考.根据仿真分析结果,当激光功率低于21 W时,基体... 通过ANSYS仿真软件分析高速钢表面纳秒激光熔覆钴基材料,讨论激光工艺参数与熔覆层温度的关系,以期获得纳秒激光熔覆钴基材料的工艺规律,得出关键加工参数范围,为实际熔覆实验提供数据参考.根据仿真分析结果,当激光功率低于21 W时,基体热量积累不足,达不到熔融点,钴基材料亦无法完全熔覆;当激光功率达到27 W以上时,基体温度过热,会导致基体过分熔化,熔覆效果不佳;当激光扫描速度超过6 mm/s时,基体温度不足,导致无法形成熔池;扫描速度小于4 mm/s时,致基体温度过热.故选取实验参数范围为:激光功率21~27 W,激光扫描速度4~6 mm/s. 展开更多
关键词 高速钢 激光熔覆 仿真模拟 钴基材料 高斯热源 ANSYS
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激光熔覆NiCrTi/Ni-Ti_(2)AlC涂层的摩擦磨损性能
7
作者 韩珩 蒋雪 于兴福 《沈阳理工大学学报》 2025年第2期67-72,共6页
为防止液压支架立柱在矿井苛刻环境下发生摩擦磨损失效,采用超高速激光熔覆技术在27SiMn钢表面分层制备NiCrTi和Ni-Ti_(2)AlC涂层,以增强其表面性能。对比分析基体材料27SiMn钢和复合涂层NiCrTi/Ni-Ti_(2)AlC的显微硬度、摩擦系数和体... 为防止液压支架立柱在矿井苛刻环境下发生摩擦磨损失效,采用超高速激光熔覆技术在27SiMn钢表面分层制备NiCrTi和Ni-Ti_(2)AlC涂层,以增强其表面性能。对比分析基体材料27SiMn钢和复合涂层NiCrTi/Ni-Ti_(2)AlC的显微硬度、摩擦系数和体积磨损率,根据磨损形貌探究其磨损机理。实验结果表明:基体27SiMn钢硬度值为182.3HV0.2,复合涂层硬度值达到549.5HV0.2,相比基体提高约3倍,实现了显著的表面强化作用;在5、10、15 N载荷下,复合涂层NiCrTi/Ni-Ti_(2)AlC的摩擦系数分别为0.84、0.82、0.81,均低于对应载荷下基体的摩擦系数,复合涂层的体积磨损率分别为1.15×10^(-6)、2.16×10^(-6)、4.28×10^(-6) mm^(3)/(N·m),对应载荷下基体的体积磨损率分别为9.47×10^(-6)、12.66×10^(-6)、20.1×10^(-6) mm^(3)/(N·m),约为复合涂层的4~8倍,熔覆后材料的摩擦磨损性能得到了显著提高。 展开更多
关键词 激光熔覆技术 复合涂层 显微硬度 摩擦磨损
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高端装备制造领域激光熔覆技术的研究现状
8
作者 殷红梅 申高青 盛定高 《科技与创新》 2025年第2期156-158,共3页
激光熔覆技术与高端装备制造业存在密切的关系,其被广泛运用在航空航天、能源、汽车、医疗等领域。对装备制造领域激光熔覆技术的应用与研究现状进行了阐述,重点阐述其在熔覆材料优化、激光熔覆精度等方面的研究现状,明确机器人激光熔... 激光熔覆技术与高端装备制造业存在密切的关系,其被广泛运用在航空航天、能源、汽车、医疗等领域。对装备制造领域激光熔覆技术的应用与研究现状进行了阐述,重点阐述其在熔覆材料优化、激光熔覆精度等方面的研究现状,明确机器人激光熔覆技术的发展趋势与当前存在的问题。 展开更多
关键词 激光熔覆 参数优化 粒子群算法 激光熔覆精度
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WC粒度配比对316L激光熔覆层耐磨/抗冲击性能的影响
9
作者 董刚 王敏捷 +6 位作者 古青 包海斌 王永强 冯敏敏 迟一鸣 张群莉 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第1期205-217,共13页
目的通过调控熔覆层的凝固组织,在提升316L激光熔覆层耐磨性的同时,减小添加WC颗粒对冲击韧性的削弱。方法将316L粉末与WC颗粒球磨混合,采用激光熔覆技术,在316L钢基体表面制备3种质量分数为30%的不同WC粒度(75~150μm颗粒的WC(L)组,25... 目的通过调控熔覆层的凝固组织,在提升316L激光熔覆层耐磨性的同时,减小添加WC颗粒对冲击韧性的削弱。方法将316L粉末与WC颗粒球磨混合,采用激光熔覆技术,在316L钢基体表面制备3种质量分数为30%的不同WC粒度(75~150μm颗粒的WC(L)组,25~45μm颗粒的WC(S)组,混合粗细粒度颗粒的WC(L/S)组)增强的合金复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪等对复合涂层的微观组织和物相进行分析,并使用摩擦磨损试验机和冲击韧性试验机测试室温下的摩擦磨损和冲击韧性。结果混合粒度WC颗粒在316L熔覆层中的使用能有效减少大粒径WC颗粒在凝固过程中的沉降现象,提升了颗粒分布均匀性,平均自由粒子间距离(λ)从WC(L)组的230μm减至WC(L/S)组的160μm,降低了30.43%。根据电子背散射衍射(EBSD)结果可知,WC颗粒及其分解产物在凝固过程中能够阻碍晶粒长大,并提供非均质形核点,从而细化晶粒。熔覆层的摩擦磨损性能随着WC颗粒粒度的变化而变化,WC(L/S)组熔覆层的磨损体积仅为无WC组的3.33%,WC(L)组体积损失率的76.60%,WC(S)组体积损失率的73.02%。混合粒度WC的使用降低了WC颗粒对熔覆层韧性的削弱,在相同质量分数下,WC(L/S)组熔覆层的冲击功分别为WC(L)组的104.86%,为WC(S)组的117.97%。结论在使用微米尺寸WC颗粒且质量分数均为30%时,WC颗粒的粒度配比对熔覆层的摩擦磨损性能和冲击韧性均有显著影响,其中粗、细混合的粒度配比是一种较好的选择。 展开更多
关键词 激光熔覆 316L 碳化钨 粒度 耐磨性能 冲击韧性
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Si含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响
10
作者 古青 包海斌 +5 位作者 王永强 冯敏敏 董刚 尤涵潇 杨高林 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第5期167-175,共9页
目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相... 目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)和维氏硬度计,分别从激光束扫描方向(SD)和切向(TD)分析熔覆层的微观组织、晶粒取向、织构和显微硬度。结果在SD方向,0.8%-Si熔覆层的中下部晶粒呈垂直于底部界面的柱状生长趋势,而顶部晶粒则呈胞状,1.6%-Si熔覆层晶粒的生长模式与0.8%-Si熔覆层类似,但取向更随机。在TD方向,0.8%-Si熔覆层晶粒呈外延状,取向为<100>方向,而1.6%-Si熔覆层则为<111>方向。与0.8%-Si熔覆层相比,1.6%-Si熔覆层内小角度晶界占比更高,超过了50%,在晶粒内部可见被位错缠绕的亚微米颗粒,其硬度也从0.8%-Si熔覆层的199.7HV0.3提升到212.2HV0.3。结论Si元素的含量对激光熔覆316L凝固行为和组织有着显著影响,改变了熔覆层的凝固模式,使组织结构由粗大外延生长的树枝晶转变为沿温度梯度方向生长的细小晶粒。 展开更多
关键词 激光熔覆 SI元素 316L 凝固组织 晶粒细化
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Mo含量对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响
11
作者 罗兰 路世盛 +3 位作者 胥卫奇 文泽东 王凌倩 周健松 《表面技术》 北大核心 2025年第3期90-100,共11页
目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分... 目的考察不同含量的Mo元素对激光熔覆CoCrW涂层摩擦磨损行为的影响。方法采用激光熔覆技术制备不同Mo含量的CoCrW涂层,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪分析涂层的物相及元素组成,通过显微硬度计和高温摩擦试验机测试并分析涂层的硬度和摩擦学性能。结果不同Mo含量的熔覆层与基材均为冶金结合,涂层组织均匀致密,熔覆层主要由γ-Co和碳化物组成。在激光熔覆过程中,涂层的微观组织结构由中部粗大的树枝晶组织逐渐转变为表面尺寸较小的柱状晶和胞状晶组织。碳化物相的含量随着涂层中Mo含量的增大而增大,显微硬度也随之增加。当涂层中Mo的质量分数为30%(M3涂层)时,显微硬度达到最大值(954HV0.2)。在往复摩擦条件下,与Si3N4对磨时,随着温度的升高,4种涂层的摩擦因数和磨损率均表现出先升高后降低的趋势。在常温下,涂层以磨粒磨损为主。在400℃下,黏着磨损加剧。随着温度的升高,磨痕表面氧化物逐渐增多,在600~800℃下氧化釉质层逐渐形成,并致密化,改善了涂层的摩擦学性能。其中,M3涂层(Mo的质量分数为30%)在室温至高温范围内的耐磨性能最优异。结论随着Mo含量的增加,在固溶强化和弥散强化的协同作用下,激光熔覆层的硬度和摩擦学性能显著提高。在高温下,Mo元素促进了氧化釉质层的形成和致密化,对涂层的摩擦学性能改善更为明显。 展开更多
关键词 激光熔覆 CoCrW Mo含量 摩擦学性能 磨损机制
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激光熔覆焊接参数对极细桥丝焊接质量的影响研究
12
作者 田佳铭 张荣 孔梅 《火工品》 北大核心 2025年第2期68-74,共7页
为探究极细桥丝激光熔覆焊接过程中桥丝与熔池边沿的温度及热力学特性,优化极细桥丝激光熔覆焊接工艺参数,采用Ansys Fluent有限元仿真软件对直径为13μm的Ni-Cr桥丝在120,150,180,200 W激光功率及-3~3 mm离焦量下的焊接过程进行仿真,... 为探究极细桥丝激光熔覆焊接过程中桥丝与熔池边沿的温度及热力学特性,优化极细桥丝激光熔覆焊接工艺参数,采用Ansys Fluent有限元仿真软件对直径为13μm的Ni-Cr桥丝在120,150,180,200 W激光功率及-3~3 mm离焦量下的焊接过程进行仿真,分析了激光功率及离焦量对桥丝与熔池边沿的温度及热应力的影响,并对不同激光功率及离焦量下的桥丝焊接效果进行了实验研究。结果表明:120 W激光功率下,焊点连接不牢固;150 W激光功率下,焊点牢固且表面光滑,桥丝保持完整无断裂;180 W激光功率下,过高的熔池边沿温度与热应力增加了桥丝断裂风险,焊点表面出现氧化变色;200 W激光功率下,桥丝与熔池边沿的温度及热应力超过了桥丝的性能极限,桥丝断裂,并损伤基底,引起金属飞溅,严重影响焊点质量。当激光功率为150 W、脉宽为2 ms、离焦量为-2 mm时,焊接效果最佳。 展开更多
关键词 激光熔覆焊接 极细桥丝 仿真 熔池 焊接质量
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激光熔覆AlN/TiAl制备Ti-Al-N复合涂层及其摩擦性能研究
13
作者 黄飞龙 肖华强 +1 位作者 林波 莫太骞 《激光技术》 北大核心 2025年第2期188-194,共7页
为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_... 为了制备耐磨钛基涂层,采用激光熔覆技术在TC4表面制备了Ti-Al-N涂层,对不同激光功率下涂层的物相组成、组织演变、硬度进行观察分析,再对复合涂层在空气环境中的摩擦学性能进行分析。结果表明,涂层增强相主要由Ti_(2)AlN,TiN,TiAl及Ti_(x)Al_(y)等组成,各物相衍射峰强度随激光功率的增加而改变,基体相则由(γ-TiAl+α_(2)-Ti_(3)Al)组成;涂层与基体冶金结合,随着激光功率的增加,组织由弥散分布的柱状晶逐渐变成粗大树枝晶,但在2.4 kW功率时,组织又变得细小;复合涂层的显微硬度可以达到基体的2.14倍;在空气摩擦环境中,不同试样均以磨粒磨损为主,其中基体磨损严重;不同激光功率下的涂层均大幅度提高了基体的耐磨性,涂层中有增强相的存在,涂层的最小磨损率为0.786×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1),基体为1.34×10^(-4) mm^(3)·N^(-1)·min^(-1);通过控制激光功率可以调节涂层性能。这一研究可以对激光熔覆制备高耐磨钛基复合涂层在航天、海工设备中的应用提供基础支持。 展开更多
关键词 激光技术 钛合金 激光熔覆 Ti-Al-N复合涂层 干摩擦磨损
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激光功率对CrCoFeNiMoSi_(1.2)B_(1.1)高熵合金激光熔覆涂层微观组织及耐蚀性的影响
14
作者 蒋赛男 解芳 +2 位作者 翟长生 张玺 张欣 《金属热处理》 北大核心 2025年第4期19-27,共9页
研究了激光功率对CrCoFeNiMoSi_(1.2)B_(1.1)高熵合金(HEA)涂层的显微组织及耐蚀性的影响。结果表明,不同功率下涂层均为单一FCC结构,涂层截面可分为基体、热影响区、熔合区和HEA涂层区,熔合区在激光功率为2600 W时呈致密柱状晶和等轴... 研究了激光功率对CrCoFeNiMoSi_(1.2)B_(1.1)高熵合金(HEA)涂层的显微组织及耐蚀性的影响。结果表明,不同功率下涂层均为单一FCC结构,涂层截面可分为基体、热影响区、熔合区和HEA涂层区,熔合区在激光功率为2600 W时呈致密柱状晶和等轴晶组成的混晶结构,在激光功率为2200 W和3000 W时为细密等轴晶,HEA涂层为枝晶结构,且Mo在枝晶内富集。当激光功率为2600 W时,涂层的FCC相有着更好的结晶度和更少的晶界/晶格缺陷,且具有更低的自腐蚀电流密度(2.40μA/cm^(2)),更高的自腐蚀电位(-0.2760 V),更大的阻抗模值(34713.63Ω·cm^(2))和电荷转移电阻(3.22×104Ω·cm^(2)),表现出更为卓越的电化学腐蚀性能。这可归因于涂层具有更高的结晶度、更少的晶界/晶格缺陷、更致密的结构和钝化膜以及单一FCC固溶相的综合作用。 展开更多
关键词 高熵合金涂层 激光熔覆 微观组织 电化学腐蚀
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激光熔覆耐磨铁基合金涂层研究现状
15
作者 尚凡敏 陈建志 +5 位作者 马明志 杨鹏 芦笙 陈靓瑜 陈书锦 王善林 《金属加工(热加工)》 2025年第2期12-19,共8页
磨损失效作为机械部件的主要失效形式之一,会造成巨大的能源消耗和材料损失。激光熔覆技术作为我国重点发展的再制造技术之一,具有修复效率高、性能优异、绿色环保的特点。综合考虑熔覆层与基体材料的热膨胀系数、熔点及润湿性等匹配性... 磨损失效作为机械部件的主要失效形式之一,会造成巨大的能源消耗和材料损失。激光熔覆技术作为我国重点发展的再制造技术之一,具有修复效率高、性能优异、绿色环保的特点。综合考虑熔覆层与基体材料的热膨胀系数、熔点及润湿性等匹配性因素,铁基合金成为激光熔覆再制造的主要合金材料之一。结合国内外最新相关研究成果,从合金成分、外加强化相、激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速率、送粉率)等方面对激光熔覆铁基合金耐磨性能的影响进行了综述,系统讨论了合金成分、外加强化相、激光熔覆工艺参数对铁基熔覆层耐磨性能的影响机理,并介绍了铁基熔覆层的磨损失效机理。最后对激光熔覆高耐磨铁基合金涂层的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 激光熔覆 合金涂层 耐磨 铁基合金
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Nb对激光熔覆NiCrMo/WC涂层组织和耐磨性能的影响
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作者 成伟琦 崔洪芝 +2 位作者 周明昊 王辰宇 吕玉君 《表面技术》 北大核心 2025年第3期71-79,共9页
目的提高高铁制动盘的耐磨性,研究不同磨损条件下的磨损机制。方法利用激光熔覆技术制备NiCrMo/WC-xNb复合涂层,研究Nb含量对涂层的物相组成、微观组织、力学性能及不同磨损情况下耐磨性能的影响。结果复合涂层的物相主要包括γ-Ni、σ-... 目的提高高铁制动盘的耐磨性,研究不同磨损条件下的磨损机制。方法利用激光熔覆技术制备NiCrMo/WC-xNb复合涂层,研究Nb含量对涂层的物相组成、微观组织、力学性能及不同磨损情况下耐磨性能的影响。结果复合涂层的物相主要包括γ-Ni、σ-CrMo基体相,以及NbC、WC、MoC、Cr23C6等碳化物相。随着Nb含量的增加,涂层内枝晶组织细化,原位生成四边形和花瓣形的NbC强化相。WC、NbC及基体相的硬度(21.69~10.17 GPa)和弹性模量(457.95~293.32 GPa)呈梯度分布,可以有效传递载荷,减少WC在磨损过程中的破损。NbC与WC协同强化,提高了涂层的硬度和耐磨性,添加质量分数9%Nb的涂层的硬度达到67HRC。与未添加Nb的涂层相比,不同载荷下的磨损体积平均降低了30%。通过添加Nb,在30N载荷下涂层的磨损机制由黏着磨损和磨粒磨损转变为磨粒磨损;在50N载荷下,涂层的磨损机制为磨粒磨损。磨损频率的增加导致涂层磨损加剧,其耐磨性下降。结论在复合涂层内原位生成NbC强化相,可有效提高NiCrMo/WC-Nb复合涂层在不同磨损载荷下的耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 NBC WC 协同强化 摩擦磨损
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TC4钛合金表面激光熔覆TiO_(x)N_(y)熔覆层的微观组织与耐磨性能研究
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作者 汪子琪 刘岚逸 汪冰峰 《矿冶工程》 北大核心 2025年第1期148-152,共5页
为了提升Ti-6Al-4V合金表面硬度与耐磨性,采用激光熔覆在Ti-6Al-4V合金表面制备了TiO_(2)和TiN混合熔覆层,研究了熔覆层的微硬度、耐磨损性能、微观结构及元素分布。结果表明:与基体相比,熔覆层表面硬度和耐磨性显著提升,TiO_(2)和TiN... 为了提升Ti-6Al-4V合金表面硬度与耐磨性,采用激光熔覆在Ti-6Al-4V合金表面制备了TiO_(2)和TiN混合熔覆层,研究了熔覆层的微硬度、耐磨损性能、微观结构及元素分布。结果表明:与基体相比,熔覆层表面硬度和耐磨性显著提升,TiO_(2)和TiN粉末质量比为1∶9且双层熔覆时,硬度和比磨损率可达1936.1HV0.1和2.06×10^(-14) mm^(3)/(N·m),分别为基体的5.4倍和3.26倍;熔覆层的主要成分为α-Ti、TiN、TiN_(0.6)O_(0.4),这是TiO_(2)-TiN混合熔覆层硬度和耐磨性显著提升的原因。研究结果为利用激光熔覆技术提高Ti-6Al-4V合金表面的硬度与耐磨性提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 表面处理 激光熔覆 TC4钛合金 微观组织 耐磨性 熔覆层
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同步气体冷却下薄板激光熔覆数值模拟及实验研究
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作者 吴志鹏 乌日开西·艾依提 张宇涛 《表面技术》 北大核心 2025年第5期176-187,共12页
目的解决薄板在激光熔覆过程中产生复杂残余应力、变形及晶粒粗大等问题,提高熔覆层的质量和零件装配可靠性。方法提出一种液氮冷却氮气的激光熔覆同步气体冷却方法。采用双椭球热源,综合考虑随温度变化的热物性参数、热传导、热辐射、... 目的解决薄板在激光熔覆过程中产生复杂残余应力、变形及晶粒粗大等问题,提高熔覆层的质量和零件装配可靠性。方法提出一种液氮冷却氮气的激光熔覆同步气体冷却方法。采用双椭球热源,综合考虑随温度变化的热物性参数、热传导、热辐射、光粉相互影响、凝固过程中相变潜热的作用,建立同步气体冷却的激光熔覆三维数值模型,对不同冷却距离(d)下的瞬态温度场、熔池流场及应力演变过程进行数值计算。同时,利用热电偶对温度场分布进行验证,并采用扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度仪分析其显微组织及涂层的硬度。结果引入冷却氮气增强了熔池表面与外界环境之间的热交换,从而改善了熔池的温度分布,加快了熔池的冷却速度。常规激光熔覆和同步气体冷却激光熔覆的熔池流场变化趋势基本相同,呈现中心向四周流动,中心流速小,边缘流速大,熔池前方的流速大于熔池后方。当冷却距离为5mm时,基体横向最大残余应力由204 MPa降至181 MPa,熔覆层顶部残余应力从190 MPa降至172 MPa,界面结合区残余应力从234 MPa降至211MPa,基板两侧翘曲变形量减少了50%。当冷却距离为10mm时,涂层的晶粒组织明显细化,中部柱状晶的无序排列程度明显增大,涂层的显微硬度从348.2HV0.2提高到375HV0.2。结论该方法可以有效减小基体的残余应力和变形,为更好控制激光熔覆涂层的晶粒和微观组织提供了一种新方法。 展开更多
关键词 激光熔覆 同步气体冷却 残余应力 熔池流场 显微组织 数值模拟
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42CrMo钢表面激光熔覆复合涂层的显微组织与性能
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作者 菅光霄 王清华 +3 位作者 药晓江 丁元皓 陈妍 徐欢欢 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第2期30-37,45,共9页
为了研究超声波对激光熔覆过程的影响,在确定最优激光工艺参数的基础上,运用超声波辅助技术,该技术通过在42Cr Mo钢基体表面应用,成功制备了镍基合金复合熔覆层。随后,借助SEM、XRD、EDS以及显微硬度仪等精密仪器对涂层的性能进行了全... 为了研究超声波对激光熔覆过程的影响,在确定最优激光工艺参数的基础上,运用超声波辅助技术,该技术通过在42Cr Mo钢基体表面应用,成功制备了镍基合金复合熔覆层。随后,借助SEM、XRD、EDS以及显微硬度仪等精密仪器对涂层的性能进行了全面的检测与分析。通过与无超声振动的激光熔覆层进行比对,分析了两种方式下的涂层在组织与力学性能方面的差异。从而得出:在对比研究超声振动对激光熔覆涂层性能的影响中,无论是否引入超声振动,涂层的物相组成均包括固溶体γ-Ni(Fe),金属间化合物Ni_(3)Fe,以及WC、Cr_(23)C_(6)、Fe_(7)C_(3)等;然而,超声振动显著细化了涂层晶粒,主要由树枝晶和细小枝晶组成,这一变化不仅提高了涂层的平均显微硬度至891.3 HV,相较于无超声振动涂层,提升了约27%;涂层的摩擦性能也得到了显著改善,摩擦因数降低至0.311,磨损量减少至9.17×10^(-3)mm^(3),分别降低了约19%和25%。此外,涂层的磨损形式为轻微的磨粒磨损,进一步证实了超声振动对涂层性能的积极改善作用。 展开更多
关键词 激光熔覆 超声波 显微组织 硬度 摩擦磨损
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镍基合金激光熔覆研究进展及其在反应堆的应用展望
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作者 赵子锐 段绪星 +3 位作者 陈青 任维泽 林益文 裴泽宇 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前... 镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前景。从激光熔覆镍基合金种类、激光熔覆工艺参数研究、熔覆层性能研究三个方面梳理了其研究现状,总结了目前的研究成果,并对镍基合金激光熔覆在反应堆的应用进行了展望,以期为镍基合金激光熔覆的深入研究和实际应用提供参考。 展开更多
关键词 镍基合金 激光熔覆 合金种类 性能研究 反应堆
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