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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 激光熔覆技术在AZ91D镁合金表面制备的Al0.5CoCrCuFeNi高熵合金涂层的耐磨与耐蚀性能

    摘要： 为提高AZ91D镁合金基体的耐磨和耐蚀性能，采用混合元素粉末激光熔覆技术在AZ91D镁合金表面成功制备了Al0.5CoCrCuFeNi高熵合金涂层。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射对涂层组织进行表征，并分别采用干滑动磨损和动电位极化曲线测试方法评估涂层的耐磨与耐蚀性能。结果表明：该涂层由单一FCC固溶体相组成，其显微硬度约为AZ91D基体的3.7倍，甚至高于电弧熔炼法制备的同种高熵合金；涂层耐磨性优于AZ91D基体，磨损率约为基体的1/2.5；且两者主要磨损机制不同，前者为磨粒磨损，后者为粘着磨损。由于涂层腐蚀电位更正、腐蚀电流更小，其耐蚀性也优于AZ91D基体。

    关键词： 激光熔覆、磨损、AZ91D镁合金、高熵合金涂层、腐蚀

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 激光熔覆处理仿生耦合单元对62Cu-38Zn黄铜微观组织与耐磨性能的影响

    摘要： 为提高62Cu-38Zn黄铜的耐磨性，采用镍基、铁基和钴基自熔合金粉末通过激光熔覆制备仿生耦合单元。本文研究了这些单元的微观组织、化学成分及力学性能，并通过干滑动磨损试验检测样品耐磨性。结果表明：单元与基体间形成良好冶金结合，熔覆区获得细小枝晶组织，证实激光熔覆对黄铜具有显著改性效果。不同自熔合金粉末的熔覆处理均有利于强化黄铜表面并提升其耐磨性，但各处理效果存在差异，其中镍基合金粉末处理的样品耐磨性最佳。

    关键词： 耐磨性、激光熔覆、仿生耦合单元、微观结构、62Cu-38Zn黄铜

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 三维振动对SS316L合金激光熔覆的影响

    摘要： 作为表面改性的常用方法，激光熔覆技术在金属零件表面硬化与修复中具有重要作用。然而熔覆件中存在的裂纹、拉应力及气孔等缺陷会显著影响其性能与应用。本研究采用三维振动辅助激光熔覆工艺，在45钢基体上制备了SS316L熔覆层，系统分析了不同振动参数下涂层组织结构及结合界面的性能差异。通过光学显微镜和扫描电镜对熔覆层与基体组织进行观察发现：三维振动能有效细化熔覆层中的柱状树枝晶，其振荡作用既加速熔池液态流动又促进热传递，既降低温度梯度又提高凝固生长速率；同时振动显著减少了熔覆层气孔率与最大孔径尺寸。三维振动辅助使熔覆层平均显微硬度明显提升，实验表明其效果优于单一垂直振动。该方法为改进激光增材制造与再制造提供了可行途径。

    关键词： 激光熔覆、显微硬度、三维振动、微观组织

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 激光熔覆WC/Fe涂层的裂纹抑制方法及其对微观组织和性能的影响

    摘要： 激光熔覆WC/Fe涂层具有成本低、耐磨性高的优势，但涂层中常出现裂纹，限制了其工业应用。本文研究了重熔工艺、热处理及Co元素含量对WC/Fe激光熔覆涂层裂纹敏感性、微观组织及力学性能的协同影响。实验结果表明：重熔工艺有助于提升涂层表面质量并降低裂纹敏感性，涂层硬度略有下降但分布更均匀；通过将基体预热至250℃并在熔覆过程中保温，同时实施300℃×1h退火处理，可有效抑制涂层裂纹，但热处理会使硬度轻微下降；当熔覆大面积涂层时，上述两种方法仍无法完全抑制裂纹萌生。在此基础上，向涂层中添加Co元素能进一步提升韧性并降低裂纹敏感性，当Co含量为8%时可制备无裂纹WC/Fe涂层，其耐磨性显著优于淬火中碳钢，尤其在长期磨损条件下表现更优。

    关键词： 激光熔覆、力学性能、微观结构、WC/Fe涂层、裂纹抑制方法

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 激光熔覆Ti-6Al-4V合金在不同腐蚀环境中的腐蚀研究

    摘要： 采用与基体相同化学成分的Ti-6Al-4V粉末，在不同激光功率下进行激光熔覆，并研究了激光功率对微观结构和腐蚀行为的影响。通过动电位极化测试在不同腐蚀环境（3.5% NaCl、2% H2SO4和5% HCl溶液）中开展电化学研究。微观结构分析与相表征表明，激光熔覆Ti-6Al-4V涂层由针状马氏体（ɑ'）和共轴六方致密（ɑ）相组成。涂层无裂纹，但在高激光功率制备的涂层中观察到部分孔隙。在所有三种腐蚀环境中，涂层的耐腐蚀性均优于未处理基体。结果显示：在NaCl溶液中腐蚀电位从-410 mV升至-130 mV，在H2SO4溶液中从-50 mV升至-20 mV，但在HCl溶液中从-60 mV降至-270 mV。提高激光功率对NaCl和H2SO4溶液中的腐蚀行为具有积极影响，但对HCl溶液中的腐蚀行为产生负面影响。

    关键词： 腐蚀、激光熔覆、Ti-6Al-4V合金、微观结构

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 含纳米Cu和h-BN固体润滑剂的激光熔覆自润滑镍基复合涂层的微观结构与摩擦学性能

    摘要： 本研究以镍基复合粉末（Ni60）、添加h-BN固体润滑剂的镍基复合粉末（h-BN/Ni60）以及添加纳米Cu包覆h-BN固体润滑剂的镍基复合粉末（nano-Cu/h-BN/Ni60）为原料，通过激光熔覆技术在Q235钢表面制备了三种不同涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱分析了这些涂层的微观结构。研究了这些涂层在25°C至600°C温度范围内的摩擦学性能，并通过维氏显微硬度计测量了高温显微硬度。结果表明，h-BN颗粒在激光熔覆后得以保留，并在镍基复合基体中呈现均匀分布。纳米Cu对h-BN的包覆提高了涂层中h-BN的含量。尽管添加纳米Cu和h-BN导致硬度有所下降，但在25°C至500°C的宽温域范围内，nano-Cu/h-BN/Ni60涂层具有最低的摩擦系数和磨损率。本研究还探讨了添加纳米Cu包覆h-BN固体润滑剂降低磨损的机理。

    关键词： 激光熔覆、自润滑涂层、钢基体、磨损、宽温域、镍基复合材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 对ZrO?和Al?O?添加至氟磷灰石激光熔覆复合涂层在Ti6Al4V合金上影响的对比研究

    摘要： 采用Nd:YAG激光熔覆系统在Ti6Al4V基体上制备了含20 wt%氧化钇（3 mol%）稳定的立方相氧化锆（c-ZrO2，3Y-TZP）或20 wt%氧化铝（a-Al2O3）的氟磷灰石复合涂层。对比研究了两种涂层的界面形貌、物相组成、显微硬度和生物性能。结果表明：氟磷灰石/Al2O3试样在涂层与过渡层界面处发生更显著的元素互扩散；熔覆过程中涂层中的ZrO2和Al2O3组分完全分解或发生相变，且氟磷灰石部分分解。两种试样的涂层均含有氟磷灰石、CaF2和CaTiO3相，其中氟磷灰石/ZrO2涂层还包含TTCP、CaO、CaZrO3和m-ZrO2（单斜相），而氟磷灰石/Al2O3涂层则含有β-TCP、CaAl2O4和u-Al2O3。氟磷灰石/ZrO2涂层平均显微硬度（1300 HV）比氟磷灰石/Al2O3涂层（1100 HV）高约200 HV。两种试样在模拟体液中浸泡3天后均生成致密类骨磷灰石，表明具有良好的体外生物活性。但在24小时体外生物相容性测试中，氟磷灰石/ZrO2试样比氟磷灰石/Al2O3试样表现出更好的成骨样骨肉瘤MG63细胞初始黏附与铺展能力。

    关键词： Ti6Al4V、生物活性、生物相容性、氧化铝、激光熔覆、氟磷灰石、氧化锆

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 激光熔覆制备的原位TiN增强CoCr2FeNiTi0.5高熵合金复合涂层

    摘要： 通过在商用904L不锈钢上激光熔覆，获得了以TiN颗粒增强的fcc结构CoCr2FeNiTi0.5高熵合金（HEA）复合涂层。结果表明，其相结构主要由fcc固溶体和TiN相组成。该涂层在850°C以下表现出优异的结构稳定性。微观组织由不规则枝晶和TiN颗粒构成。透射电镜（TEM）结果显示，fcc相的密排面为(111)，其面间距为*0.208 nm。TiN与fcc基体之间的界面呈半共格状态，枝晶与基体之间的晶界角度为*65°。与基材相比，涂层的硬度和耐腐蚀性均有显著提升。

    关键词： 半共格界面，高熵合金，激光熔覆，TiN颗粒增强

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 铌添加对激光熔覆NiCrBSi涂层组织与性能的影响

    摘要： 通过激光熔覆制备了不同铌含量添加的NiCrBSi涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针微分析仪(EPMA)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计和M-200磨损试验机研究了涂层的微观组织、相组成、硬度和耐磨性。结果表明：无铌添加的NiCrBSi涂层包含γ-Ni、Cr23C6、Cr7C3、Ni3B、Ni3Si2和CrB相；添加铌元素后涂层中出现NbC相。当铌添加量为2 wt%时，涂层中存在尺寸约1.2 μm的NbC颗粒，其体积分数约为1.8 vol%；随着铌添加量增加，涂层中NbC的尺寸和数量也随之增大。当铌添加量为6 wt%时，NbC尺寸达到2.3-6.1 μm，形貌由颗粒状转变为四边形和花瓣状。此外，铌添加量为2 wt%时涂层的硬度和耐磨性最佳，其耐磨性较无铌添加涂层提高104%。

    关键词： 此外，耐磨性、微观结构、硬度、激光熔覆、NiCrBSi涂层

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • TiC对激光熔覆制备的TiC/TiAl复合涂层组织与性能的影响

    摘要： 为研究TiC对熔覆层组织与性能的影响，采用激光熔覆技术在TiAl合金上制备了TiC/TiAl复合涂层，并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、X射线应力测定、摩擦磨损试验及电化学工作站等手段分析了复合涂层的组织与性能。结果表明：当TiC颗粒尺寸为微米级时，TiC生长较为发达，枝晶生长方向无序，熔覆质量较差；当TiC颗粒尺寸为纳米级时，增强相TiC形貌主要为颗粒状和细棒状，在涂层中分布均匀且生长方向规则。TiC浓度达到20%时，熔覆层组织生长良好且致密。添加纳米TiC制备的涂层显微硬度和耐磨性优于微米TiC制备的涂层。当涂层中纳米TiC含量从10%增至20%时，其显微硬度和耐磨性显著提高。涂层残余应力与裂纹率呈正相关，涂层内为拉应力，裂纹类型为热裂纹中的晶体裂纹。TiC颗粒尺寸小且浓度高时，涂层表现出更好的耐蚀性。

    关键词： TiAl合金、TiC/TiAl复合涂层、激光熔覆、性能、微观结构

    更新于2025-09-23 15:21:21