無錫國勁合金有限公司*銷售高溫合金、耐蝕合金、雙相鋼等材質(zhì)棒料等產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量過硬、價格合理。
5Cr8Si2圓鋼利用選區(qū)激光熔化工藝分別制備了純Inconel 718和TiC/Inconel 718納米復(fù)合材料塊體試樣。研究了激光工藝參數(shù)對成形試樣表面形貌、致密度、物相以及顯微組織演變的影響,探討了激光加工工藝參數(shù)對成形試樣顯微硬度、摩擦磨損以及高溫氧化特性的作用機(jī)制。論文主要研究結(jié)論如下述:本文在不同SLM工藝參數(shù)下成形了Inconel 718粉末并制備了塊體試樣。在輸入激光能量較低時,成形試樣表面產(chǎn)生開孔以及“球化現(xiàn)象”等冶金缺陷,降低了成形試樣的致密度。隨輸入激光能量的提高,成形試樣逐漸趨于致密,且成形試樣顯微組織逐漸均勻細(xì)化。在優(yōu)化激光加工工藝參數(shù)下,SLM成形Inconel 718試樣與傳統(tǒng)加工方式制備試樣相比具有優(yōu)異的力學(xué)性能。在以上研究基礎(chǔ)上,通過工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化,利用SLM工藝制備了相對致密度較高的純Inconel 718試樣并進(jìn)行了高溫氧化性能測試分析。研究發(fā)現(xiàn),SLM成形純Inconel718試樣高溫氧化測試后氧化膜中主要包含粒狀的Cr2O3相以及少量的尖晶石相,氧化層結(jié)構(gòu)主要包括外氧化層以及內(nèi)氧化區(qū)兩部分。涉及到的氧化機(jī)制主要包括初始階段的化學(xué)吸附機(jī)制以及隨后階段氧化過程中的擴(kuò)散機(jī)制,氧化過程主要是由易氧化金屬元素沿晶界向外擴(kuò)散以及氧元素向基體內(nèi)部擴(kuò)散并隨后發(fā)生反應(yīng)控制。分析可知,致密度的提高以及晶粒細(xì)化是成形試樣高溫氧化性能提高的關(guān)鍵因素。本文通過向Inconel 718基體中加入納米TiC陶瓷顆粒增強(qiáng)相,并利用SLM工藝制備了組織均勻、性能優(yōu)異的TiC/Inconel 718納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)輸入激光能量不足時,成形試樣中產(chǎn)生大量冶金缺陷,成形試樣的致密度較低。隨輸入激光能量的合理增加,成形納米復(fù)合材料中的顯微組織逐漸均勻細(xì)化,增強(qiáng)相顆粒在基體中均勻分布,成形試樣的力學(xué)性能以及高溫氧化性能顯著提高。同時,與SLM成形純Inconel 718試樣的性能相比,其力學(xué)性能與高溫氧化性能也有了一定程度的提高。
5Cr8Si2圓鋼合金是沉淀強(qiáng)化型鎳鐵基高溫合金,在發(fā)動機(jī)、石油、核工業(yè)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。以往研究表明,當(dāng)使用溫度超過650℃時,其主要強(qiáng)化相γ"會發(fā)生相轉(zhuǎn)變,使強(qiáng)化相的體積分?jǐn)?shù)和強(qiáng)化效應(yīng)下降,限制了合金在更高溫度領(lǐng)域的應(yīng)用。本研究在總結(jié)GH4169合金組織、析出相特征和相關(guān)性能的基礎(chǔ)上,介紹δ相的析出和分布與合金性能的關(guān)系,總結(jié)了該合金的成分改性特點,對該合金在700℃甚至更高溫度/低應(yīng)力下*使用的可能性做出了展望。 發(fā)展冶金結(jié)合兼顧耐磨耐蝕性的低成本、高質(zhì)量涂層及其制備方法是表面工程研究領(lǐng)域重要發(fā)展方向之一。本文采用超音頻感應(yīng)熔覆制備低成本鐵基、鎳基合金涂層方法,研究具有冶金結(jié)合、耐蝕、耐磨三者兼顧的綜合性能涂鍍層制備技術(shù),主要探討了以下三個關(guān)鍵科學(xué)問題：(1)鐵、鎳基合金粉體感應(yīng)熔覆形成硬質(zhì)顆粒復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)涂層的形成條件與影響規(guī)律；(2)硬質(zhì)顆粒復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)感應(yīng)熔覆涂層成分、組織與其冶金結(jié)合、耐蝕、耐磨性的關(guān)系；(3)硬質(zhì)顆粒復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)感應(yīng)熔覆涂層耐磨性與其受摩擦磨損時能否發(fā)生晶態(tài)-非晶態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、形成原因及其與非晶含量的關(guān)系。通過自行組建超音頻感應(yīng)涂層制備裝置,選用T×××鐵基合金粉體(FeCrNiCoMo、FeCrBSi、FeCrBMo),并與普遍認(rèn)為耐磨耐蝕鎳基合金NiCrBSi(Ni60A)進(jìn)行對比研究,成功制備出冶金結(jié)合、低孔隙、低稀釋率耐磨耐蝕性能優(yōu)異的鐵基、鎳基涂層。獲得了感應(yīng)熔覆工藝條件影響規(guī)律：工作電流和加熱時間減少,涂層孔隙率逐漸增大,涂層/基體界面呈機(jī)械結(jié)合或半冶金結(jié)合；工作電流和加熱時間增加,涂層孔隙率逐漸降低,涂層稀釋率不斷增加,熔池溫度決定涂層/基體界面兩側(cè)合金元素互擴(kuò)散速率。鎳基、鐵基涂層微觀組織結(jié)構(gòu)致密,呈非平衡快速凝固特征。涂層/基體界面區(qū)域在快速冷卻凝固狀態(tài)下呈現(xiàn)附于基體半熔化區(qū)晶粒外延生長且與熱流方向平行的平面晶組織,底部為樹枝晶結(jié)構(gòu)。熔點及合金成分差異是鎳基、鐵基涂層微觀結(jié)構(gòu)和物相組成不同的主因,鐵基初始熔覆狀態(tài)下涂層為純晶態(tài)結(jié)構(gòu),鎳基涂層物相轉(zhuǎn)變過程為L→(γ+L)+CrB+Cr7C3→γ+CrB+Cr7C3+γ-Ni/Ni3Si；鐵基涂層物相轉(zhuǎn)變過程為：L→(α/γ+L)+(Cr,Fe)2B→α/γ+(Cr,Fe)2B+α/γ)/(Cr,Fe)2B。鎳基、鐵基涂層具有優(yōu)良的室溫和高溫干滑動摩擦磨損性能。研究結(jié)果表明：鎳基、鐵基涂層顯微硬度沿層深方向呈梯度增加趨勢,涂層/基體界面處的渦流及趨膚效應(yīng)協(xié)同作用引發(fā)界面硬度顯著增加,硬度超過基體的2倍。涂層室溫磨損機(jī)理為彌散強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化,隨載荷、磨損速率、磨損時間的增加,涂層磨損機(jī)制由輕度粘著磨損、磨粒磨損逐漸向中度粘著磨損、磨粒磨損轉(zhuǎn)變；涂層高溫磨損機(jī)理為彌散強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化及氧化膜自潤滑保護(hù)混合機(jī)制,磨損機(jī)制為粘著磨損、磨粒磨損和氧化磨損的混合機(jī)制。鐵基涂層硬度和耐磨性優(yōu)于鎳基涂層,硬質(zhì)析出相含量、固溶體韌性越高,涂層硬度、耐磨性能越高。鎳基、鐵基涂層具有優(yōu)良的耐蝕性能,浸泡試驗和電化學(xué)測試結(jié)果表明：鎳基、鐵基涂層在模擬海水溶液中的腐蝕機(jī)理為陽極溶解和鈍化膜保護(hù)機(jī)制,涂層鈍化膜由Cr2O3、 FeCr2O4、 SiO2組成,涂層具有優(yōu)良耐蝕性能的本質(zhì)原因是高致密性復(fù)合氧化膜的鈍化作用對腐蝕介質(zhì)有的機(jī)械阻隔作用；H2S/CO2高溫高壓環(huán)境下,鎳基涂層腐蝕產(chǎn)物主要為FeS、 CrS,鐵基涂層腐蝕產(chǎn)物主要為FeS、 FeCr2S4,涂層較好的耐蝕性主要是由于溫度升高促進(jìn)腐蝕產(chǎn)物的沉積和產(chǎn)物膜致密度的提升,對腐蝕介質(zhì)起到隔離作用；涂層高溫氧化動力學(xué)曲線符合拋物線規(guī)律,致密連續(xù)、附著力良好的(Cr,Fe)2O3復(fù)合型氧化膜為涂層提供良好的高溫抗氧化性能。硬質(zhì)顆粒復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)感應(yīng)熔覆FeCrNiCoMo和FeCrBSi涂層受摩擦磨損會發(fā)生晶態(tài)-非晶態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,晶態(tài)-非晶態(tài)轉(zhuǎn)變有利于提高涂層減摩、抗磨能力,該現(xiàn)象的發(fā)生歸因于磨損過程中大量位錯等缺陷的引入使涂層晶體結(jié)構(gòu)自由能不斷增加直至晶態(tài)結(jié)構(gòu)失穩(wěn),非晶含量隨磨損時間和載荷的增加逐漸提高并趨于穩(wěn)定在40%附近；隨涂層凝固速率增加,枝晶半徑逐漸減小,枝晶間距逐漸增加,再減小；Ni元素含量越高,涂層γ相區(qū)越大,Ni元素較高時,初生γ相為橢球狀結(jié)構(gòu),Ni元素較低時,初生γ相則呈現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)；基于LS-SVM建立涂層磨損預(yù)測模型,磨損預(yù)測模型在較少預(yù)測樣本前提下仍能獲得較為準(zhǔn)確的磨損行為預(yù)測結(jié)果。建立了一套快速、單次熔覆大厚度且精度可控的涂層制備方法,分別在直通管和帶凹槽導(dǎo)輪零件表面制備厚度分別達(dá)6.0、3.6mm感應(yīng)熔覆涂層；感應(yīng)重熔保護(hù)層以SiO2、 Al2O3為骨架,實現(xiàn)了HVOF涂層與基體由機(jī)械結(jié)合向牢固冶金結(jié)合的轉(zhuǎn)變,涂層孔隙率從5.74%大幅降至0.43%,耐蝕性能提高2.74倍。
