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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
1
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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WC含量对铁基自熔合金涂层微观组织及性能的影响
2
作者 吴菲菲 张玺 +2 位作者 刘曦茗 解芳 翟长生 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第3期138-144,共7页
[目的]以铁基自熔合金涂层来改善45钢的耐磨损性能。[方法]采用火焰喷涂−真空重熔复合工艺在45钢表面制备了不同配比的NF6铁基自熔合金+WC复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及摩擦磨损试验机,探... [目的]以铁基自熔合金涂层来改善45钢的耐磨损性能。[方法]采用火焰喷涂−真空重熔复合工艺在45钢表面制备了不同配比的NF6铁基自熔合金+WC复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及摩擦磨损试验机,探究了WC含量对复合涂层表面形貌、元素分布、物相组成、显微硬度及摩擦磨损行为的影响。[结果]NF6铁基自熔合金+WC复合涂层由富Cr树枝晶和富Fe、Si、W的基体组成,生成了Cr_(7)C_(3)、Fe_(2)Si、WC、W_(2)C、Ni–Cr–Fe、Fe–Cr等硬质相。WC含量增加有利于提高涂层的显微硬度和耐磨性,使涂层的磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。但WC含量过高时涂层界面结合效果变差,涂层一侧出现明显的未熔合裂纹和未熔化颗粒,造成显微硬度和耐磨性下降。WC含量为15%时,涂层的平均显微硬度约为1079.15 HV0.5,摩擦因数约为0.58。[结论]适宜的WC含量有利于获得综合性能较好的铁基自熔合金复合涂层。 展开更多
关键词 碳钢 铁基自熔合金 碳化钨 复合涂层 显微硬度 摩擦磨损行为
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激光熔覆功率对FeCrNiCoMoBSi高熵合金涂层电化学腐蚀性能的影响 被引量：2
3
作者 解芳 翟长生 +5 位作者 荣海松 郑红星 周宏胭 武冰冰 张欣 张拯恺 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期4029-4036,共8页
探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示,HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备... 探讨了FeCrNiCoMoBSi高熵合金(HEA)激光熔覆涂层的微观结构以及激光功率对涂层物相和电化学腐蚀性能的影响。研究结果显示,HEA涂层由底部的柱状晶带、顶部的等轴晶带以及中间混晶带(由柱状晶和等轴晶混合组成)构成。采用3 000W功率制备的HEA涂层表现出最低的自腐蚀电流密度(0.425μA/cm^(2))、最高的自腐蚀电位(-0.16852V)以及最大的极化阻抗(69 616Ω),其阻抗模值■为1 143Ω·cm^(2),分别是1 800,2 500和4 500 W功率激光熔覆涂层的8.65倍、4.91倍和7.14倍,且其最大相位角为76.23°,均高于其它三种涂层。综合评估显示,采用3 000 W功率制备的HEA涂层具有出色的电化学腐蚀性能。这是由于其单一的FCC晶体结构、抗腐蚀的铁镍合金相和单质铬相、良好的晶体结晶度、细化的晶粒尺寸以及卓越的钝化效应,使其电化学腐蚀性能显著优于其他功率制备的涂层。 展开更多
关键词 高熵合金涂层 增材制造 激光熔覆 微观组织 电化学腐蚀
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不同凝固条件下Fe-Sn合金的组织形貌及相组成
4
作者 彭银利 张柳英 +3 位作者 李梅 闫基森 张玺 解芳 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第7期43-51,共9页
采用高频感应加热和单辊急冷技术分别制备了纽扣状和薄带状的Fe-Sn合金试样,并利用OM、SEM、EDS、XRD等分析手段,对Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金在常规凝固和快速凝固条件下的相分离组织及物相组成进行了对比分析。结果表明:常... 采用高频感应加热和单辊急冷技术分别制备了纽扣状和薄带状的Fe-Sn合金试样,并利用OM、SEM、EDS、XRD等分析手段,对Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金在常规凝固和快速凝固条件下的相分离组织及物相组成进行了对比分析。结果表明:常规凝固条件下,纽扣状Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金的凝固形貌差异显著,但物相组成相同,包含α-Fe、(Sn)、Fe_(3)Sn_(2)、FeSn和FeSn_(2)五个相。Fe_(60)Sn_(40)合金呈界线明显的球-冠包裹式结构,而Fe_(40)Sn_(60)合金形貌按组织特征分为上部枝晶-中部小尺寸粒子-下部大尺寸粒子三个区域,且彼此界线不明显。相反,快速凝固条件下合金条带的组织形貌相近,球形第二相粒子均匀分布于基体内,物相由α-Fe、(Sn)、FeSn和FeSn_(2)组成。常规凝固形貌的差异性归因于不同的第二相液滴运动特性,合金条带中Fe_(3)Sn_(2)相的缺失可能是高冷速抑制了Fe_(3)Sn_(2)相的生成。 展开更多
关键词 Fe-Sn合金 相分离 形貌 物相 快速凝固
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离焦量对ZK60镁合金激光表面熔凝组织及性能的影响 被引量：3
5
作者 张玺 韩峰 +3 位作者 赵柯 武冰冰 闫基森 解芳 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第8期56-61,共6页
为改善镁合金的耐蚀性,通过激光表面熔凝工艺在ZK60镁合金表面制备熔凝层。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、显微维氏硬度计、电化学工作站分析了熔凝层的组织结构、表面形貌、显微硬度和耐蚀性。结果表明,激光表面熔凝处理可极... 为改善镁合金的耐蚀性,通过激光表面熔凝工艺在ZK60镁合金表面制备熔凝层。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、显微维氏硬度计、电化学工作站分析了熔凝层的组织结构、表面形貌、显微硬度和耐蚀性。结果表明,激光表面熔凝处理可极大程度细化镁合金晶粒,熔凝层的厚度和粗糙度随激光离焦量的增大而减小,熔凝层由细小等轴晶和柱状晶组成,相组成主要为α-Mg相和MgZn2相。当离焦量为5 mm时,镁合金熔凝层的表面形貌和耐蚀性达到最佳,与未处理镁合金相比,熔凝层的显微硬度提高约36.1%,腐蚀电位向正向移动约0.097 V。 展开更多
关键词 ZK60镁合金 激光表面熔凝 离焦量 显微硬度 耐蚀性
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ZK60镁合金激光表面熔凝处理及性能研究
6
作者 张玺 韩峰 +3 位作者 闫基森 解芳 武冰冰 刘刚 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2023年第7期61-67,共7页
为提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能,采用激光表面熔凝的方法在镁合金表面制备激光熔凝层,研究扫描速度对镁合金熔凝层形貌、微观组织、显微硬度及耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪等仪器,观察分析熔凝层的表面及横截面形貌、... 为提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能,采用激光表面熔凝的方法在镁合金表面制备激光熔凝层,研究扫描速度对镁合金熔凝层形貌、微观组织、显微硬度及耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪等仪器,观察分析熔凝层的表面及横截面形貌、粗糙度和显微组织,采用显微维氏硬度计测试分析熔凝层横截面的显微硬度,采用电化学工作站测试分析熔凝层的耐腐蚀性能。结果表明,激光表面熔凝处理在镁合金表面形成了厚度约为100~180μm的熔凝层,熔凝层厚度和表面粗糙度随扫描速度的降低而增加。熔凝层由细小等轴晶和放射状柱状晶组成,晶粒尺寸约1.5μm,熔凝层的相组成为α-Mg相和MgZn_(2)相,显微硬度比基体提高了约33.7%。当扫描速度为25 mm/s时,镁合金熔凝层的自腐蚀电位比未处理镁合金向正向移动了0.118 V,自腐蚀电流密度比未处理镁合金降低了约2个数量级,耐腐蚀性达到最佳。 展开更多
关键词 ZK60镁合金 激光表面熔凝 扫描速度 耐腐蚀性
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雾化Fe-58%Sn合金微滴外围气流场的模拟与数值分析
7
作者 彭银利 杨卫斌 +3 位作者 李梅 刘刚 赵亚忠 解芳 《粉末冶金工业》 北大核心 2024年第4期64-71,共8页
基于k-ε湍流模型,实验模拟了Fe-58%Sn合金液滴在气流中强制冷却时的外围流场,分析了其流动和传热过程,确定了换热系数h,并讨论了流场对粉末内“核”结构位置的影响。结果表明:微滴迎风面气体平均流速低于通入气流速度,但高于背风面回... 基于k-ε湍流模型,实验模拟了Fe-58%Sn合金液滴在气流中强制冷却时的外围流场,分析了其流动和传热过程,确定了换热系数h,并讨论了流场对粉末内“核”结构位置的影响。结果表明:微滴迎风面气体平均流速低于通入气流速度,但高于背风面回流区内的气体流速。微滴表面气体流速v和换热系数h与旋转角θ关系密切,呈先增大后减小趋势。其中,在θ=2π/5时,v和h值最大;在θ=π位置,v和h最小,且峰值的位置与微滴直径无关。此外,计算还表明:微滴尺寸对外围气流场的影响不明显,在10 m/s流场中,直径为400、600和800μm的合金微滴最大换热系数差分别为727.8、779.7和836.7 W·(m^(-2)K^(-1))。表面换热差异将导致微滴内部“核”结构由几何中心向背风面不断偏移,最终可能形成“核”偏离中心位置的核/壳结构形貌。本研究对揭示核/壳结构的形成机制及新型智能结构材料设计具有重要指导意义。 展开更多
关键词 难混溶 微滴 流场 k-ε模型 换热
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