高锰钢上等离子熔覆Ni60A镍基合金的温度场模拟

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316L不锈钢表面激光熔覆Ni60合金涂层的工艺优化与性能研究

316L不锈钢表面激光熔覆Ni60合金涂层的工艺优化与性能研究目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 国内外研究现状及发展动态 (5)二、实验材料与方法 (6)2.1 实验材料 (7)2.2 实验设备 (8)2.3 实验方法 (9)三、激光熔覆Ni60合金涂层的组织结构与性能分析 (10)3.1 组织结构分析 (11)3.2 性能测试 (12)四、工艺优化与性能关系研究 (14)4.1 激光功率对涂层性能的影响 (15)4.2 熔覆速度对涂层性能的影响 (16)4.3 Ni60合金粉末粒度对涂层性能的影响 (16)4.4 焊接参数对涂层性能的影响 (18)五、最佳工艺参数确定与验证 (19)5.1 最佳激光熔覆工艺参数的确定 (20)5.2 最佳工艺参数下的涂层性能验证 (21)5.3 工艺优化后的经济性和环保性分析 (22)六、结论与展望 (23)6.1 研究成果总结 (24)6.2 存在问题与不足 (26)6.3 后续研究方向与应用前景展望 (27)一、内容描述本研究旨在通过优化激光熔覆工艺参数，实现316L不锈钢表面Ni60合金涂层的制备与性能提升。

我们首先对316L不锈钢进行预处理，以去除表面杂质和氧化层。

采用高功率YAG激光器对预处理后的不锈钢表面进行熔覆处理，同时将Ni60合金粉末均匀铺设在激光束扫描的区域。

在激光熔覆过程中，我们重点关注了激光功率、扫描速度、送粉速率等关键参数对涂层质量的影响。

通过调整这些参数，我们得到了具有不同微观结构和性能的Ni60合金涂层。

我们还对涂层的截面形貌、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能指标进行了系统测试。

通过对实验数据的分析，我们揭示了激光熔覆工艺参数对Ni60合金涂层性能的显著影响规律，并找到了优化涂层性能的方法。

本研究不仅为316L不锈钢表面Ni60合金涂层的制备提供了理论依据和实验指导，而且对于推动高性能材料在工业领域的应用具有重要意义。

激光熔覆Ni60和Co-Cr-W合金层的高温磨损特性研究

ｓｉｈｗａ，ｏｈ．．ｌｙｌｙｒａｄｔｅｓｂｓｒｔｔｅｗｅｃａｉｍｓａｅｔｅｃｍｂｎｔｎｏｂａｉｅｗｅ．ｕｔｓｏｔｔｆｒｔｅＣｏＣｒＷａｌａｅｈｕｔａｅ，ａｍｅｈｓｏｉａｉｆａｒｓｖａｓｈｏｎｈｒｎｒｈｏｒｄｌｍｉａｉｎａｄｏｉａｉｎｗｅ，ｎｈｒｃｉｎｃｅｆｉｎｓｄｃｅｅｗｉｅｉｃａｅｏｍｐｒｔｒ：ｏｈ６ａｅｅａｎｔｎｘｄｔａａｄｔｅｆｉｔｏｏｆｉｅｔｅｒａｔｔｎｒｓｆｔｏｏｒｃｓｈｈｅｅｅａｕｆｒｔｅＮｉ０ｌｓｒｅｃａｄｎａｅ，ｈｒｃｉｎｃｅｆｃｅｔａｄｙｃａｇｔｈｈｇｆｔｍｐｒｔｒａｄｔｅｗｅｃａｉｍｅｆｒｓａｌｄｉｇｌｙｒｔｅｆｉｔｏｆｉｉｎｓｈｒｌｈｏｎｅｗｉｔｅｃａｅｏｈｎｅｅａｕｅ，ａｍｅｈｓｐｒｏｍｅｎｈｒｎｓａｒｓｖａ．ｉｈｔｍｐｒｔｒ．ａ．ｅｉｔｎｅｆＮｉ０ａｌｖｌｙｒａｅｂｔｒｔａｈｔｏ．．ｌｙｌｙｒｂｉｅｗｅＡｔｈｅｅａｕａｒｓｅ山ｅｗｅｒｓｓａｃｓｏ６ｌ０ａｅｅｔｈｔａｆＣｏＣｒＷａｌａｅ．ｒｒｅｎｏＫｅｗｏｄ：ａｅｌｄｉｇｌｙｒ；ａｔｈｈｔｍｐｒｔｒＮｉ０ａｌｙ；ｏＣｒＷｌｏｙｒｓｌｓｒｃａｄｎａｅｗｅａｉｅｅａｕｅ；６ｌｏＣ・．ａｌｙｓｒｓ

等离子堆焊Ni基合金粉末熔覆层性能研究

等离子堆焊Ni基合金粉末熔覆层性能研究宇文利，刘秀丽，李伟华（石家庄职业技术学院建筑工程系，河北石家庄050081）摘要：采用等离子堆焊技术在@235钢表面分别堆焊Ni-W-C合金粉末和Ni-Cr-W-mn系复合粉末熔覆层。

利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪（XRD）及磨损试验机对两种镍基合金熔覆层的微观组织及耐磨性进行了研究。

结果表明，Ni-W-C合金粉末熔覆层显微组织主要为!-Ni，Cr7C3，WC，（Ni，Fe）3（B，C）等，Ni-Cr-W-mn系复合粉末熔覆层显微组织主要为!-Ni，!-（Ni，Fe），WC，W2C，mn31si12，Cr23C6，Cr7C3，NiB，Ni2B等。

Ni-Cr-W-mn系复合粉末较Ni-W-C合金粉末熔覆层耐磨性提高近10倍。

Ni-Cr-W-mn系复合粉末熔覆层通过多元素固溶强化及生成大量金属间化合物提高了熔覆层的硬度及耐磨性。

关键词：等离子堆焊；显微组织；硬度；耐磨性中图分类号：TG174.444 文献标识码：A 文章编号：0254-6051（2006）10-0041-03Study on Properties of Melt-coated Layers with Nickel-based Alloy Powders byPlasma-arc Surfacing WeldingYU Wen-Ii，LIU Xiu-Ii，LI Wei-hua（ArchitecturaI Engineering Department，shijiazhuang VocationaI TechnoIogy Institute，shijiazhuang Hebei050081，China）Abstract：Two kinds of nickeI-based aIIoy powders were deposited on the surface of@235steeI by pIasma-arc surfacing weIding.One was Ni-W-C powders，the other was Ni-Cr-W-mn composite powders.The microstructures and wear resist-ance of two kinds of meIt-coated Iayers were characterized by opticaI microscope，scanning eIectron microscope，X-ray diffractometer and wear tester，and the wear mechanism was aIso discussed.The resuIts show that the microstructure ofcoated Iayers of Ni-W-C and Ni-Cr-W-mn composite powders mainIy consist of!-Ni，Cr7C3，WC，（Ni，Fe）3（B，C）etc.and!-（Ni，Fe），!-Ni，WC，W2C，mn31si12，Cr23C6，Cr7C3，NiB，Ni2B etc.respectiveIy.The wear resistance of the sur-face using Ni-Cr-W-mn composite powders were10times higher than that of Ni-W-C powders.The meIt-coated Iayer with Ni-Cr-W-mn composite powders is strengthened by soIution strengthening of many kinds of aIIoy eIements and intermetaI-Iics.Key words：pIasma arc surfacing weIding；microstructure；hardness；wear resistance3 结论（1）激光熔覆后材料由表及里可分为熔覆区、结合区、热影响区和基体。

镍铝青铜表面激光熔覆Ni60A合金的耐蚀性能

镍铝青铜表面激光熔覆合金的耐蚀性能顾伟,蒋永锋,宋亓宁,包晔峰,杨可渊河海大学机电工程学院，江苏常州213022）摘要：研究镍铝青铜（NAB ）表面激光熔覆Ni60A 合金层的耐腐蚀及抗空蚀性。

采用扫描电子显微镜、电化学工作站和超声振动空蚀机等研究和分析显微组织和形貌、腐蚀性能及空蚀性能。

结果表明：激光熔覆试样截面由熔覆区、热影响区和基体构成，熔覆层组织表现出定向凝固晶体生长特征，熔覆层顶部组织呈网状细枝晶结构，熔覆层中部组织呈胞状枝晶分布，熔覆层底部组织垂直于结合界面呈树枝晶状分布，结合处为冶金结合的白亮带。

经3.5%NaCl 溶液介质中电化学腐蚀测试，熔覆层的自腐蚀电流密度低于基体，自腐蚀电位高于基体。

在蒸馏水和3.5%NaCl 溶液介质中，空蚀破坏先发生在α与κ相界处，基体和熔覆层在两种介质中空蚀5h 后，表面均发生加工硬化，基体失重分别约为激光熔覆试样失重的1.45倍和1.27倍。

关键词：镍铝青铜；激光熔覆；Ni60A 合金；耐腐蚀；抗空蚀中图分类号：TG178文献标志码：A 文章编号：1001-2303（2018）04-0028-06DOI ：10.7512/j.issn.1001-2303.2018.04.06Corrosion resistance and cavitation erosion resistance of Ni60A alloy bylaser cladding on nickel-aluminum bronzeGU Wei ，JIANG Yongfeng ，SONG Qining ，BAO Yefeng ，YANG Ke （College of Mechanical and Electrical Engineering ，Hohai University ，Changzhou 213022，China ）Abstract ：The corrosion and cavitation erosion resistance of laser cladding Ni60A alloy layer on nickel aluminum bronze are studied.The microstructure ，corrosion resistance and cavitation erosion resistance are observed and analyzed by optical microscope ，scanning electron microscope,electrochemical workstation and ultrasonic vibratory device.The results show that the laser cladding of Ni60A alloy on Ni-Al bronze consists of cladding zone ，heat affected zone and matrix.The microstructure of the cladding layer has a directional solidification crystal growth characteristic.The top microstructure of cladding layer presents a network fine dendritic crystal structure ，the middle microstructure presents a cellular dendritic crystal distribution ，and the bottom microstructure are perpendicular to the bonding interface and presents a dendritic crystal distribution.The bonding zone is a white band with metallurgical combination.The self-corrosion current density of the cladding layer is lower than that of the matrix ，and the self-corrosion potential of the cladding layer is higher than that of the matrix after the electrochemical test in 3.5%NaCl solution medium.In the distilled water and 3.5%NaCl solution medium,cavitation damage occurs at the boundary between αand κphases firstly.The surfaces of the matrix and the cladding layer are both hardened after the cavitation erosion of these two media for 5h ，and the weight losses of the matrix are respectively about 1.45times and 1.27times as many as that of the laser cladding samples.Key words ：nickel-aluminum bronze ；laser cladding ；Ni60A alloy ；corrosion resistance ；cavitation erosion resistance 收稿日期:2017-07-05基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金（2016B49714）；江苏省普通高校学术学位研究生创新计划项目（KYLX16_0711）作者简介:顾伟（1992—），男，在读硕士，主要从事激光表面处理方面的研究。

高锰钢表面等离子熔覆低碳铁-铬-镍合金涂层的组织和耐磨性能

高锰钢表面等离子熔覆低碳铁-铬-镍合金涂层的组织和耐磨性能袁磊;胡永俊;万俊;张天;成晓玲;李风;揭晓华;张海燕;肖小亭【摘要】采用等离子熔覆技术在高锰钢表面原位反应制备了低碳Fe-Cr-Ni合金涂层.利用金相显微镜、扫描电镜和x射线衍射仪分析了熔覆层和热影响区的显微组织、形貌以及相组成,讨论了它们的形成机制,并用摩擦试验机测试了涂层和基体的耐磨性.结果表明,制得的Fe-Cr-Ni合金涂层无裂纹,与基体表现为冶金结合,由γ(Fe-Cr-Ni固溶体)相与M7C3等碳化物组成.根据v相形貌,熔覆层组织由上到下依次为等轴晶、树枝晶、胞状晶和平面晶.热影响区组织为魏氏体.基体为奥氏体和少量珠光体组织.Fe-Cr-Ni合金涂层的显微硬度最高为723 HV,约为基体的3倍.涂层的磨损量远小于基体的磨损量,Fe-Cr-Ni合金涂层可显著改善高锰钢的硬度和耐磨性.%A Fe-Cr-Ni alloy coating with low carbon content was fabricated on the surface of high-manganese steel via in-situ reaction by plasma cladding.The microstructure,morphology and phase composition of the cladding layer and heat-affected zone were studied by metalloscope,scanning electron microscope and X-ray diffractometer.The formation mechanism of the alloy coating was discussed.The wear resistance of the coating and substrate was examined by friction tester.The results showed that the Fe-Cr-Ni alloy coating obtained is crack-free and metallurgically bonded to the substrate,and consists of γ phase (Fe-Cr-Ni solid solution),M7C3,and some other carbides.The cladding layer is composed of equiaxed crystal zone,dendrite zone,cellular crystal zone and planar crystal sequentially from surface to bottom according to themorphology of γ phase.The microstructure of heat-affected zone is Widmanstatten structure and the substrate is of austenite structure with a small amount of peaflite.The maximum microhardness of the Fe-Cr-Ni alloy coating is 723 HV,which is three times more than that of the substrate.The wear loss of the coating is much smaller than that of the substrate,indicating that the hardness and wear resistance of high-manganese steel are greatly improved by the Fe-Cr-Ni coating.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】4页(P324-327)【关键词】高锰钢;铁铬镍合金;等离子熔覆;显微组织;显微硬度;耐磨性【作者】袁磊;胡永俊;万俊;张天;成晓玲;李风;揭晓华;张海燕;肖小亭【作者单位】广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TG174.4高锰钢具有良好的加工硬化性能，在强烈冲击或重力挤压的工况下，其表面迅速硬化，而心部仍保持原有的硬度和良好的韧性，既安全可靠，又耐磨长寿，被广泛用于制作冶金、矿山、建材、铁路、农机、军工等行业的易损构件[1-3]。

镍基高温合金的高温疲劳行为模拟与优化

镍基高温合金的高温疲劳行为模拟与优化镍基高温合金是一类具有优异高温力学性能和抗氧化腐蚀能力的金属材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。

然而，在高温和高应力环境下，镍基高温合金容易受到疲劳损伤，限制了其使用寿命和可靠性。

因此，研究镍基高温合金的高温疲劳行为以及模拟与优化方法具有重要意义。

一、镍基高温合金的高温疲劳行为模拟为了准确描述镍基高温合金的高温疲劳行为，研究人员采用了多种试验方法和数学模型进行模拟。

1. 高温疲劳试验方法高温疲劳试验是研究材料在高温和循环载荷下的疲劳行为的关键手段。

常用的高温疲劳试验方法包括旋转弯曲疲劳试验、拉伸疲劳试验、高温往复疲劳试验等。

通过这些试验方法，可以得到材料在高温条件下的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率等数据。

2. 疲劳损伤模型为了更好地理解镍基高温合金在高温疲劳条件下的行为，研究人员建立了各种数学模型来描述其疲劳损伤行为。

常见的疲劳损伤模型包括线性累积损伤模型、裂纹扩展模型和塑性损伤模型等。

这些模型可以帮助研究人员预测材料在高温疲劳条件下的寿命和剩余寿命。

二、镍基高温合金的高温疲劳行为优化为了提高镍基高温合金的高温疲劳性能，研究人员通过优化材料的组织结构和合金化设计等手段，不断探索改善其高温疲劳行为的方法。

1. 组织结构优化镍基高温合金的组织结构对其高温疲劳性能具有重要影响。

通过合理的热处理工艺，可以调控合金的晶粒尺寸、相含量和相分布，从而改善合金的高温疲劳寿命和抗裂纹扩展能力。

2. 合金化设计优化通过添加适量的合金元素，如钛、铝、铌等，可以改善镍基高温合金的高温疲劳性能。

这些元素可以形成固溶体或弥散相，提高材料的强度和硬度，增加其抗疲劳损伤的能力。

3. 表面处理优化镍基高温合金的表面处理也是提高其高温疲劳性能的一个重要方面。

例如，通过表面喷丸、氧化保护涂层等方法，可以增强材料的表面硬度和抗氧化性能，从而延长其高温疲劳寿命。

4. 数值模拟优化结合数值模拟方法，可以预测镍基高温合金在高温疲劳条件下的行为，并优化材料的设计。

激光熔覆镍基合金单道单层温度场与应力场模拟

∗江苏省研究生培养创新工程项目(KYCX19_0814);江苏省研究生实践创新计划(SJCX19_0184)激光熔覆是一种新的表面强化和修复技术,它提供了一种行之有效的方法,用具有优良性能的特殊材料覆盖在基体上面,并以最小的稀释率在涂层和基体之间产生冶金结合[1-2]。

同时,激光熔覆技术是一种高效、节约成本的技术,在许多领域有着广泛的应用[3]。

但是激光熔覆过程是一个特殊的急热急冷的物理过程,往往会造成基体或者熔覆层中存在较大的残余应力,从而导致熔覆层的开裂,影响基体的性能。

然而通过实验方法很难检测熔覆之后产品的应力分布状态[4]。

在现代计算技术显著进步的基础上,数值模拟显示了解决这些问题的巨大潜力。

近年来对激光熔覆过程数值模拟的研究表明,数值模拟是预测激光熔覆过程中材料热行为的有效工具。

通过数值模拟这一方法,加强了高温领域难以检测以及应力检测难等关键性问题,同时也降低了实验成本,是目前研究的激光熔覆的一种有效手段[5]。

1激光熔覆建模1.1热源模型高斯面热源很好地描述了熔覆温度场的分布结构,是一种十分符合实际温度场分布情况的热源分布函数,激光能量在一定范围内按高斯函数分布,如图1所示。

图1Gauss 分布面热源模型高斯分布热流密度方程为:q m =k μp πR2(1)q r =q m exp (-k r 2R2)(2)上式中,q m 高斯光斑中心点的热流密度值,J /(m 2·s );q r ,距离高斯光斑中心距离为r 处的热流密度,J /(m 2·s );k ,集中系数;μ材料对激光能量吸收率,J ;p ,激光功率,W ;r ,计算点到高斯光斑中心距离,m ;R ,高斯光斑半径,m 。

激光熔覆过程中,激光热源处于连续移动状态,所以在有限元分析中高斯热源位置也是随时间变化的连续函数,但不利于求解。

基于离散的思想,本章采用小步间歇移动法模拟激光热源加载过程中连续移动。

1.2几何模型以实际激光熔覆试验种基材的实际几何尺寸为依据,建立相关的有限元模型,相关尺寸为92mm×25mm×15mm ,熔覆层尺寸为80mm×4mm×1mm 。

40cr合金表面等离子熔覆温度场的数值模拟

40cr合金表面等离子熔覆温度场的数值模拟近年来，随着科技的不断发展，等离子体技术已经发展成为重要的材料制备与加工技术，它为各种复杂结构材料提供了良好的表面层保护能力，广泛应用于航空航天、汽车、重型机械及其他工业制造领域。

由于现实的工艺条件，有关等离子体技术的研究着重于温度场的研究，即研究熔覆温度场在各种材料表面的分布情况。

因此，研究温度场分布及其影响机理等工作对于解决等离子体技术在实际应用中存在的问题和提高工艺控制水平具有重要意义，而基于温度场分布数值模拟对此具有重要价值。

针对40Cr合金钢表面，利用非接触式红外温度检测技术监测熔覆温度，再结合数值模拟技术，研究其表面熔覆温度的分布特征，及各要素对温度场的影响规律。

首先，我们考虑表面熔覆温度场的物理机理，熔覆温度场分布受熔接焊枪参数（如输出电流、枪口间距等）及材料物理参数（如导热系数、熔点等）等多种因素影响。

在此基础上，确定模型所需的参数。

模型采用Finite Element Method（FEM）技术进行数值模拟，通过模型计算固、液、气三相温度分布曲线，考察温度场分布及影响规律。

经过数值模拟，我们发现，各参数对40Cr合金表面熔覆温度场的影响是不同的。

随着焊枪输出电流的增大，温度场较低的部分增大，反之温度场较低的部分减少；熔接焊枪口间距越小，温度场较高的部分减少，反之温度场较高的部分增大；材料导热系数越大，温度场较低的部分越好，反之温度场较低的部分越差；材料熔点越高，温度场较高的部分越差，反之温度场较高的部分越好。

在实际工艺应用场合，针对40Cr合金表面，需要根据上述模拟结果确定最佳的熔覆温度，以实现优良的熔覆质量。

此外，若想更深入地研究熔覆温度场在各种材料表面的分布特征，可以进一步考察涉及到的其他参数，比如焊接焊枪参数（如电流、电压、枪口夹角等）和材料物理参数（如物理弹性模量）。

本文以数值模拟的方法分析了40Cr合金表面等离子熔覆温度场的分布特征，进而比较了熔接焊枪参数及材料物理参数对温度场的影响，为实际熔覆工艺的优化提供了指导。

镍基高温合金的高温氢脆性机制模拟与优化

镍基高温合金的高温氢脆性机制模拟与优化镍基高温合金是一种重要的材料，在航空航天、能源等领域有着广泛的应用。

然而，在高温下，镍基高温合金会出现氢脆性现象，从而降低了其力学性能和可靠性。

因此，模拟和优化镍基高温合金的高温氢脆性机制对于提高材料的抗氢脆性能具有重要意义。

在高温下，氢脆是指材料在含氢环境中的破裂行为。

氢脆性机制涉及到多种复杂的相互作用过程，包括氢的扩散、氢的聚集、氢与晶界的相互作用等。

为了模拟和优化镍基高温合金的高温氢脆性机制，可以采用分子动力学（Molecular Dynamics，简称MD）模拟方法。

分子动力学是一种基于牛顿运动定律的计算模拟方法，可以模拟材料的结构和性质。

在进行镍基高温合金的高温氢脆性模拟时，首先需要构建合适的材料模型，包括晶体结构和氢原子分布。

然后，通过对材料模型施加温度和压力等外部条件，进行MD模拟得到材料在高温下的行为。

通过MD模拟可以得到镍基高温合金中氢原子的扩散行为和聚集状况。

氢原子的扩散速率和聚集程度是影响材料氢脆性的重要因素。

通过模拟得到这些信息后，可以进一步优化材料的结构和成分，以提高其抗氢脆性能。

在进行镍基高温合金的高温氢脆性机制优化时，可以采用遗传算法等优化方法。

遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法，通过对材料的结构和成分进行遗传操作，使得材料的抗氢脆性能得到改善。

通过反复进行模拟和优化，可以最终得到具有较好抗氢脆性能的镍基高温合金。

除了分子动力学模拟和遗传算法优化方法外，还可以结合其他实验和理论方法进行镍基高温合金的高温氢脆性机制研究。

例如，可以通过氢扩散实验和晶体结构分析等方法验证模拟结果的准确性，并进一步深入理解氢脆性机制的具体过程。

此外，通过理论计算方法，如密度泛函理论（Density Functional Theory，简称DFT），可以对镍基高温合金的电子结构和晶体缺陷进行研究，进一步揭示氢脆性机制的内在原因。

综上所述，镍基高温合金的高温氢脆性机制模拟与优化是提高材料抗氢脆性能的重要方法。

功率对暖通E690钢激光熔覆Ni60A涂层结构和摩擦性能的影响

336真空科学与技术学报CHINESE JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY第41卷第4期2021年4月功率对暖通E690钢激光熔覆N i60A涂层结构和摩擦性能的影响王松*(河南建筑职业技术学院设备工程系郑州450064)Surface Modification of E690A Steel with LaserCladded Ni60A Alloy CoatingsWANG Song(Department o f Equipment Engineering, Henan Institute of Architectural Technology, Zhengzhou 450064, China) Abstract The surfaces of E690 steel, a widely used material for heating, ventilation and air conditioning(HVAC) , was modified with the coatings deposited by laser cladding of Ni-based Ni60A alloy powder. The influence of the laser power on the microstructures and tribological properties was investigated with X-ray diffraction and scanning electron microscopy and conventional mechanical probes. The preliminary results show that the laser power made the difference. Generally speaking, as the laser power increased, the thickness, hardness and wear resistance of the cladded layer increased, the grain-size and friction coefficient decreased, the uniformity and ductility improved. Cladded at 1300 W, the strengthening phases of CrNiC and CrFeNi formed in the 650 |JLm thick cladded layer, comprised the snowflake-like structures of the smallest eutectic grains. The formation of increasing SiC-density in molten spots brought about stronger interfacial adhesion, more solid solution strengthening and better ductility.Keywords Laser cladding, Microorganization, Friction, Ni60A摘要选择激光熔覆方法在暖通用E690高强钢表面制备N i60A涂层，通过实验测试的手段研究不同激光功率条件下的熔覆层组织结构变化与耐磨性差异。

激光熔覆镍基合金温度场的数值模拟

激光熔覆镍基合金温度场的数值模拟蒋红云;丁林【摘要】利用SYSWELD有限元软件,采用预置粉末方式实现激光熔覆加工,考虑到材料热性能随温度变化、边界条件随温度变化及含有非线性单元等非线性因素,对普通碳钢表面激光熔覆镍基合金温度场的分布进行了模拟计算.结果表明,模拟计算值和实验实际测量值无论在宽度还是深度都符合,熔覆过程的稀释率为12.7％,可以获得良好的冶金结合,说明所建立的温度场计算模型是正确并可靠的,研究结果对工艺参数的优化和控制熔覆层稀释率提供了借鉴和指导作用.【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2012(009)007【总页数】4页(P15-18)【关键词】激光熔覆;SYSWELD软件;镍基;稀释率【作者】蒋红云;丁林【作者单位】安徽国防科技职业学院机械工程系,安徽六安237011;安徽国防科技职业学院机械工程系,安徽六安237011【正文语种】中文【中图分类】O242;TG146.1激光熔覆是高功率的激光束与金属交互作用产生熔池，在材料表面进行的冶金过程，其特点是材料的凝固具有很高的温度梯度和凝固速率。

利用这一新技术可以在廉价材料表面或局部制备具有特种性能的合金层和陶瓷金属复合层［1-3］。

激光熔覆是一个复杂的物理和冶金过程，此过程的传热对激光熔覆层的质量起决定作用。

由于激光熔覆过程中熔池尺寸小、温度高以及加工过程的时间相对较短，因此，用试验方法测量激光过程中温度场的分布是很困难的。

随着计算机技术的飞速发展和国民经济发展的需求，激光熔覆逐渐得到广泛应用，但对熔覆层质量要求也越来越高，迫切需要寻找一种可靠、经济、科学的方法来提高激光熔覆层质量，为此，数值模拟技术在此领域得到了蓬勃发展，为更好地掌握激光熔覆过程中发生的复杂现象提供了有效手段。

目前，对激光熔池中热源模型和熔池内传动和流场有了一定的报道［4-5］，但在结合快速凝固理论有待于进一步的研究。

下面，笔者考虑了材料热性能随温度变化、边界条件随温度变化及含有非线性单元等非线性因素的影响，结合快速凝固理论，利用SYSWELD有限元模拟软件对激光熔覆镍基合金温度场进行了模拟计算。

激光熔覆Ni基合金温度场的数值分析

激光熔覆Ni基合金温度场的数值分析权秀敏;丁林;魏兴【摘要】为了分析预置粉末Ni基合金熔覆过程的温度场和熔池的结晶变化规律，采用有限元方法建立了激光熔覆Ni基合金粉末过程的3维模型，考虑温度变化对热物理参量的影响以及表面对流换热和辐射散热等影响因素，使用SYSWELD软件对激光熔覆过程中的温度场和凝固结晶过程进行了分析及验证。

结果表明，最高温度位于光斑中心处，等温线近似椭圆形，并且向外逐渐减小；熔覆层上某点热循环峰值温度随着热源的远离而明显降低，且热循环起始由第1道次的室温增大到最后道次的730℃；形状因子有结合界面处的1.9×109℃・s・mm-2降到熔覆层表面处的0.7×109℃・s・mm-2，同时，二次枝晶的间距在结合面处最大，表面处达到最小值，与相同工艺参量下的金相组织和凝固结晶理论完全吻合。

该研究结果为激光熔覆过程的优化提供了指导意义。

%In order to analyze the rules of temperature field and molten pool crystalline diversification during the preset powder Ni-based alloy cladding process , a 3-D model of laser cladding was made with finite element method .Taking consideration of the impact of temperature changes on the thermal physical parameters and the effects of heat convection and radiation heat, temperature field and solidification and crystallization of laser cladding process were analyzed and verified by SYSWELD software.The results show that the highest temperature is at the spot center , the isothermal line is almost elliptical and the temperature declines gradually along the radius of the spot center .Thermal cycle peak temperature at a certain point on the coating reduced significantly as the heat source was away .Thetemperature increased from the room temperature at the first pass to 730℃ at the final pass.Shape factor is reduced from 1.9 ×10 9℃・s・mm-2 of bonding surface to 0.7 ×10 9℃・s・mm-2 of cladding surface.At the same time, secondary dendrite spacing is the biggest at the bonding surface and the smallest at the cladding surface .The calculation results are perfectly matched with metallographic microstructure and solidification and crystallization theory .The results provide theoretical guidance for the optimization of laser cladding【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P547-550)【关键词】激光技术;Ni基合金;有限元方法;温度场;凝固理论【作者】权秀敏;丁林;魏兴【作者单位】六安职业技术学院机电工程系，六安 237158;安徽国防科技职业学院机械工程系，六安 237011;六安职业技术学院机电工程系，六安 237158【正文语种】中文【中图分类】TG156.99激光熔覆是利用高能密度激光束作为热源的快速熔化和凝固的冶金过程，其特点是具有很大的温差和较高的凝固速率。

42CrMoA钢表面等离子熔覆TiCNi复合涂层的制备和性能研究

42CrMoA钢表面等离子熔覆TiC/Ni复合涂层的制备和性能研究随着近年来我国船舶工业的快速发展,船舶零部件的修复与再制造逐步成为一项热门研究课题。

曲轴作为船舶轮机的重要零部件之一,在运行过程中容易发生表面的磨损等材料失效问题,对此需要采用适当的材料表面工程技术对受损船舶轮机曲轴进行修复。

相较于其他材料表面工程技术,等离子熔覆具有适用范围宽、成本低、可靠性好、制备得到的涂层质量高等诸多优点。

因此针对船舶轮机曲轴表面的修复与再制造,等离子熔覆不仅具备一定的理论研究价值,还具有广阔的工程应用发展前景。

本论文以Ni60A粉末作为涂层金属基,设计[Ti+C]和[Ti+Cr3C2]两组粉末体系原位合成TiC陶瓷相,在船舶轮机曲轴常用材料42CrMoA钢表面等离子熔覆制备TiC/Ni复合涂层。

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究TiC/Ni复合涂层的物相组成、显微形貌和化学元素的分布情况;利用显微硬度计、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分析测试TiC/Ni复合涂层的机械性能;利用电化学工作站和浸泡腐蚀试验研究TiC/Ni复合涂层在人工模拟海水中的耐腐蚀性能。

研究结果表明,采用[Ti+C]和[Ti+Cr3C2]两组混合粉末体系均能够在42CrMoA钢表面等离子熔覆制备出无裂纹、气孔和夹渣等宏观缺陷且与基体间具有良好冶金结合的TiC/Ni复合涂层。

TiC/Ni复合涂层的物相组成主要为（Fe,Ni）、TiC、Cr7C3和Cr23C6。

由[Ti+C]和[Ti+Cr3C2]两组混合粉末体系制备得到的TiC/Ni复合涂层在显微形貌上存在微小差异:[Ti+C]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态依次为平面柱状晶和细树枝状柱状晶,TiC陶瓷相以细小颗粒状弥散分布于（Fe,Ni）构成的金属基体中;[Ti+Cr3C2]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态为细树枝状柱状晶,TiC陶瓷相主要为等轴或近似等轴晶状组织构成的复合结构。

放电等离子烧结Ni60涂层的组织与性能

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第4 期
丁小芹，等：放电等离子烧结 Ni60 涂层的组织与性能
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Fig． 1
图 1 Ni60 涂层拉伸试样 Tensile test specimen of Ni60 coating
（ 1．宁波工程学院材料工艺研究所，浙江宁波 315016 ； 2．华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237 ）
摘要：利用放电等离子烧结技术在 45 钢基体上制备 Ni60 涂层，并对 Ni60 涂层的显微组织、界面结合情况以及耐磨性能进行分析。 Ni、 CrB、 Cr7 C3 等相组成；涂层与基体在界面处形成了良好的冶金结合，涂层硬度为 597． 5 HV 0． 3 ，过结果表明： Ni60 涂层主要由 γ渡层硬度从 597． 5 HV0． 3 到 209． 6 HV0． 3 呈梯度分布，宽度大约为 0． 3 mm，涂层与基体的结合强度约为 710 MPa；涂层在磨粒磨损
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5 。由图 5 可知，涂层的硬度曲线呈现 3 个阶段，分别、。对应涂层过渡层和基体从涂层到基体试样横截面的硬度逐渐下降，其中涂层的硬度为 597． 5 HV0． 3 ，过渡层的硬度为 597. 5 ～ 209. 6 HV0. 3 ，基体的硬度为 209. 6 HV0. 3 。从横截面的显微硬度可以看出过渡层的厚度约为 0. 3 mm，而线扫描分析是以 Fe 元素的含量为依据，故存在一些误差，只能局部说明扩散比较明显的过渡层的宽度。 2． 4 涂层的结合强度与耐磨性能分析测得涂层的磨损质量损失为 0． 4188 g，磨损率为

4Cr5MoSiV熔覆Ni60温度场仿真分析与实验

4Cr5MoSiV熔覆Ni60温度场仿真分析与实验
李春雨
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】4Cr5MoSiV是模具行业广泛使用的材料。

激光熔覆作为一种新兴修复工艺,为了揭示4Cr5MoSiV模具钢熔覆Ni60粉末过程中熔覆工艺参数对激光熔覆区温度场的变化规律,采用高斯面热源模型,并利用有限元技术对熔覆区温度场进行建模分析,模拟同步送粉过程,通过仿真分析了激光功率和扫描速度对温度场及热影响区的分布影响规律;并结合激光熔覆实验发现:热影响区深度和单点温度场均与激光功率成正比,与行走速度成反比;同时,为获得较好熔覆效果,在修复工艺中激光功率最好大于1600W。

【总页数】5页(P22-26)
【作者】李春雨
【作者单位】福建工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TG174.4
【相关文献】
1.半导体激光熔覆Ni60粉末的熔覆层成形机理分析
2.TC4表面激光熔覆Ni60基涂层温度场热循环特性数值模拟研究
3.激光熔覆Mo_(2)NiB_(2)熔覆层温度场与
应力场仿真研究4.单道激光熔覆温度场仿真及实验研究5.模具钢表面超声辅助激光熔覆Ni60合金涂层的仿真与实验分析
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动子磁极表面等离子堆焊Ni60B合金层的工艺研究

动子磁极表面等离子堆焊Ni60B合金层的工艺研究
颜伊芸;刘荣夫;张国良
【期刊名称】《电机技术》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】利用等离子堆焊技术,对动子磁极表面堆焊N i60B合金层开展工艺研究。

研究不同堆焊电流对Ni60B合金层组织和性能的影响,以及焊后分别采用水冷、空冷和放入珍珠岩中保温冷却时,对N i60B合金层组织和性能所产生的影响。

对焊后样件进行相关试验,结果表明:随着焊接电流的增大,熔深增大,熔覆金属的稀释率增大,表面硬度降低,结合强度增大;从微观金相来看,焊后水冷易导致堆焊层产生裂纹,而焊前预热和焊后缓冷则能有效防止堆焊层产生裂纹。

【总页数】5页(P52-56)
【作者】颜伊芸;刘荣夫;张国良
【作者单位】湖南中车尚驱电气有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM305
【相关文献】
1.低合金钢表面耐腐蚀层自动堆焊工艺试验研究
2.铜基体表面巴氏合金堆焊层制备工艺与组织性能分析
3.热丝TIG堆焊Inconel 601镍基合金工艺及其堆焊层性能
研究4.司太立合金等离子弧堆焊工艺参数对焊层稀释率的影响
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