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激光熔覆制备的镍基合金与TiC复合涂层的显微硬度及耐磨性计算与实验研究
摘要： 研究了加工参数对镍基合金与碳化钛（TiC）复合熔覆层显微硬度和耐磨性的影响。通过控制激光熔覆加工参数，建立了预测熔覆层显微硬度和耐磨性的数学模型。关键加工参数包括激光功率、扫描速度、气体流量和TiC粉末比例。通过方差分析和参数优化验证了模型的有效性。结果表明：显微硬度与激光功率及TiC粉末比例呈正相关，其中TiC粉末比例的影响最为显著；磨损体积随TiC粉末比例增加而减小。加工参数优化的目标设定为显微硬度62HRC和最小磨损体积，模型预测值与实验验证结果在显微硬度和磨损体积方面的偏差分别为1.87%和6.33%。这些模型为优化加工参数以实现预期显微硬度和最大化复合熔覆层耐磨性提供了指导。
关键词： Ni35A + TiC复合材料，激光熔覆，中心复合设计，耐磨性，显微硬度
更新于2025-11-28 14:24:20
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AlxCu0.5FeNiTi高熵合金激光表面合金化的冶金与侵蚀研究
摘要： 通过激光表面合金化技术在AA1050铝基体上预混高纯度Cu、Fe、Ni和Ti粉末，合成了AlxCu0.5FeNiTi高熵合金涂层，旨在提高显微硬度和抗冲蚀性能。分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和维氏显微硬度计对相组成、微观结构和显微硬度进行研究。利用空气喷射冲蚀装置测试了AlxCu0.5FeNiTi涂层的冲蚀行为。SEM图像显示存在三个区域，这些区域的百分比成分通过能谱仪测定。AlxCu0.5FeNiTi涂层的XRD分析证实这些区域为无序BCC相与两种FCC固溶体相的混合物。该高熵合金涂层的显微硬度是AA1050铝基体的18倍。结果表明，AlxCu0.5FeNiTi高熵合金涂层具有优异的抗冲蚀性能。
关键词： 激光表面合金化，显微硬度，微观结构，高熵合金，侵蚀速率
更新于2025-11-21 11:18:25
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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
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《AIP会议录》[作者 面向新技术与可靠结构的高层次结构先进材料 2016：2016年面向新技术与可靠结构的高层次结构先进材料国际会议论文集 - 俄罗斯托木斯克（2016年9月19-23日）] - 基于Al-Si-N涂层的石英玻璃高速冲击粒子防护
摘要： 该论文展示了基于Al-Si-N体系的涂层在KV玻璃基片上通过脉冲磁控溅射制备的相组成和力学性能研究结果。通过X射线衍射法发现，涂层中含有不同厚度的AlN相（六方密堆积结构）。沉积Al-Si-N涂层体系既能将石英玻璃表层的显微硬度提高至29 GPa，又能保持高弹性性能（韦布尔模量We > 0.70）。实验室测试了高速铁粒子流对脉冲磁控溅射制备的不同厚度Al-Si-N防护涂层的冲击影响。当Al-Si-N涂层厚度从1μm增至10μm时，样品表面因高速铁粒子流冲击形成的弹坑面密度降低为原来的四分之一。
关键词： 结构-相状态、显微硬度、坑密度、光学性能、防护涂层、磁控溅射沉积
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用流动钻削技术成形的激光熔覆涂层特性研究
摘要： 该论文研究了采用热钻工艺（流动钻孔）形成的材料的选定化学与机械性能以及宏观和微观结构。本研究旨在确定采用粉末激光熔覆技术制备的涂层微观结构。使用1千瓦圆盘激光器在低碳钢上制备涂层，表面改性后实施热钻工艺。所有涂层均采用纯铜粉制备，研究过程中分别采用500、700和900瓦激光功率，对微观结构、化学成分（能谱分析）及显微硬度进行了检测。研究发现：低碳钢表面经改性处理后再进行热钻工艺，会导致孔法兰区域的表面特性发生变化；采用铜粉激光熔覆进行钢表面改性后实施流动钻孔工艺，会引起孔法兰区域显微硬度和化学成分的改变。
关键词： 显微硬度、微观结构、激光熔覆、化学成分、流动钻削技术
更新于2025-09-23 15:21:21
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Ti-6Al-4V合金板激光束焊接与电子束焊接的微观组织及铝元素分布对比研究
摘要： 采用电子束焊接（EBW）和激光束焊接（LBW）对厚度为4毫米的Ti-6Al-4V合金板材进行连接。通过晶粒形貌、显微组织、铝元素分布及接头显微硬度对LBW与EBW进行了对比研究。结果表明：相较于LBW接头，EBW接头中心区周围观察到更多等轴晶；其熔合区（FZ）显微组织更不均匀，针状马氏体α′明显更粗大。此外，EBW接头的铝元素含量显著更低，表明EBW过程中存在更严重的烧损现象。接头上部中心区域铝含量较低源于更高温度导致的更显著元素烧损，而上部铝分布较均匀则归因于该区域更强的对流作用。熔池内对流特性与热场分布被确认为影响铝元素分布的关键因素。EBW接头熔合区较低的显微硬度主要归因于更粗大的针状马氏体α′及更低的铝元素含量。
关键词： 电子束焊接、显微硬度、显微组织、烧损、钛合金、激光束焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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聚焦脉冲激光辐射对非晶态FeSi6B16金属合金性能的影响
摘要： 研究了聚焦脉冲激光辐射（脉冲数量和功率密度）对非晶态FeSi6B16金属薄膜的影响。采用原子力显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和显微硬度测量等方法，分析了激光辐照前后合金的状态。研究发现，无论采用何种照射模式，聚焦激光辐射都会导致辐照区非晶合金表面产生高温加热。这种加热的结果是材料表面熔化，并使热波前从强烈加热的表面向其内层传播，从而引起Fe-Si-B体系中元素的重新分布、结构变化以及显微硬度的提高。
关键词： 显微硬度、非平衡态、X射线光电子能谱、原子力显微镜、表面、激光辐射、非晶合金
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光抛光对工具钢H11重熔表面边界层表面粗糙度及微观结构特性的影响
摘要： 本研究探讨了多步激光抛光对工具钢H11重熔表层层状结构性能的影响。选取了四组能显著降低粗糙度的不同激光抛光工艺参数，在采用连续与脉冲激光辐射（Nd:YAG）的顺序工艺中，初始退火处理的H11试样实现了表面粗糙度大幅降低。通过粗糙度测量、白光干涉仪、X射线衍射仪、电子背散射衍射、辉光放电发射光谱及纳米压痕硬度测量等方法分析了重熔层。激光抛光导致晶粒细化并显著提升硬度，在含额外6vol%二氧化碳的氩气工艺气氛中实现了Ra 50纳米的表面粗糙度。重熔层内碳浓度尤其减半以上，较低的碳浓度使最大表面硬度降至366HV。激光抛光可能引入高达926MPa的高残余拉应力。总体而言，高温梯度特别是由碳扩散过程导致的脱碳作用，被确认为引发表面微观粗糙度与层状结构性能显著变化的主要驱动力。
关键词： AISI H11、显微硬度、激光抛光、脱碳、表面粗糙度、马氏体形成
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光表面熔凝对SiC和MoS2增强Al-4.5Cu复合材料表面完整性的影响
摘要： 采用搅拌铸造法以Al?4.5Cu合金为基体制备了两种复合材料。一种添加10 wt.% SiC和2 wt.% MoS2作为增强相，另一种添加10 wt.% SiC和4 wt.% MoS2。通过CO2激光束对试样表面进行重熔处理，旨在研究激光表面熔凝（LSM）的影响。分析了激光熔凝表面的形貌、显微硬度、耐蚀性和耐磨性，并与铸态表面整体性能进行对比。研究表明：LSM处理后各试样的显微硬度和耐磨性均显著提升；熔凝表面孔隙率低且耐蚀性优异。因此，LSM可有效改善铝基复合材料的表面完整性。但存在获得最佳表面完整性的最优激光比能值（本研究中约为38 J/m2）。
关键词： 显微硬度、铝基复合材料、激光表面熔覆、耐蚀性、二硫化钼、碳化硅
更新于2025-09-23 15:21:01
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304L与904L不锈钢脉冲Nd:YAG激光焊接的对比分析
摘要： 本研究对比分析了304L与904L不锈钢的脉冲Nd:YAG激光焊接工艺。实验采用相同的工艺参数：扫描速度5 mm/s、脉冲频率25 Hz、激光光斑直径0.75 mm，对奥氏体不锈钢(304L)和超级奥氏体不锈钢(904L)进行激光焊接。两种激光焊接试样的极限抗拉强度均与母材相当。304L激光焊接试样的延伸率明显高于904L。由于材料热物理性质差异，在相同激光工艺参数下，304L焊缝呈V形，而904L焊缝呈现H形特征。
关键词： 904L、脉冲Nd:YAG、显微硬度、304L、微观结构、激光焊接
更新于2025-09-23 15:21:01