反应等离子喷涂TiN涂层热处理后力学性能研究

用反应等离子喷涂方法制备了厚度约为500μm的TiN陶瓷涂层,而后对其进行在不同温度,时间,保护气氛下的退火处理,并对涂层的硬度,断裂韧性及残余应力进行了测量。借助SEM对涂层形貌进行了表征,采用XRD测量涂层的残余应力。结果表明:在大气中600℃退火后,涂层硬度最高。而在Ar800℃处理后,涂层韧性有了明显的改善。涂层残余应力为压应力,并且涂层内的残余应力随着热处理温度的升高而增大。     

钛基 / TiN 涂层接触应力有限元分析

目的研究在接触载荷作用下,钛基/TiN涂层的应力变化规律。方法利用ABAQUS软件建立可靠有限元模型,分析涂层厚度不同的钛基/TiN涂层系统在球压头作用下的接触应力。结果钛基/TiN涂层系统最大Mises应力出现在距表面约0.4a(a为接触半径)处的亚表层或者亚表层附近的界面处。在接触应力和弯曲应力作用下,涂层弯曲变形会影响涂层的径向应力和剪应力分布。结论在接触载荷作用下,涂层内存在接触应力和自身弯曲两种应力作用。分析结果有利于理解钛基Ti N涂层的失效机理。     

氮化钛涂层的磨损特性

介绍了使用自行设计和制作的磨损试验机对TiN涂层耐磨特性的研究。探讨了滑动速度和不同润滑条件对不同涂层材料的耐磨性的影响;比较了不同涂层工艺和不同基体的TiN涂层刀具的使用寿命;并讨论了TiN涂层的磨损机理。     

热处理对Fe-Cr基喷涂层组织及力学性能的影响

用XRD残余应力测试仪、纳米压痕仪、扫描电镜、X射线衍射和T-11磨损试验机等方法研究了不同的热处理温度对高速电弧喷涂7Cr13涂层的残余应力分布、弹性模量、微观组织和耐磨性能的影响。结果表明,适当的热处理工艺能降低涂层的孔隙率;释放涂层的残余拉应力,当热处理的温度在225℃左右时,涂层由拉应力转变为压应力;涂层的弹性模量和热处理温度之间成正比关系。磨损试验结果表明,随着热处理温度的升高,涂层硬度逐渐增大,从而改善了涂层的耐磨性。     

离子氮化40Cr与TiN和TiAlN复合处理的组织与性能

对40Cr分别进行TiN和TiAlN涂层复合处理,对比研究了二者的组织与性能。结果表明,两种致密、均匀的涂层沉积在离子氮化表面能够降低表面粗糙度。TiN涂层的物相主要是TiN与Ti_2N,表面硬度达到2700 HV0.2,结合力15 N;Ti lN涂层则主要由Fe_4N、(Ti,Al)N和TiN等相组成,表面硬度达到3000 HV0.2,结合力为17 N;氮化与涂层的复合处理相比于氮化处理能够获得更高的硬度。TiN涂层硬度较低、脆性较大,在相同的加载条件下,磨损更为严重,磨痕边缘涂层变形与剥落更加明显;TiAlN涂层磨痕宽度均匀,磨损量低,耐磨性最高。     

不锈钢表面激光熔覆原位生成Fe-Mn-Si记忆合金涂层研究

利用5 kW横流CO2激光器,在304不锈钢表面激光熔覆原位生成Fe17Mn5Si10Cr4Ni记忆合金涂层并利用金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、往复摩擦仪等仪器设备对熔覆层显微组织、微区成分、摩擦磨损性能进行了分析研究。结果表明,Fe-Mn-Si记忆合金涂层自顶端到熔合界面分别由等轴晶、树枝晶、柱状树枝晶、胞状晶和平面晶组成;激光熔覆原位生成Fe-Mn-Si记忆合金涂层过程中,熔覆层内残余应力驱动诱发了γ→ε马氏体相变,相变变形可松弛熔覆层的残余应力;Fe-Mn-Si记忆合金涂层与304不锈钢基材相比,摩擦系数小、耐磨性好,磨损机制为磨粒磨损,摩擦力诱发γ→ε马氏体相变是熔覆层耐磨性得到显著提升的根本原因。     

WC颗粒增强Ni基涂层的残余应力及耐磨性能

用扫描电子显微镜(SEM)观察了等离子喷涂WC颗粒增强Ni涂层的显微结构,用X射线衍射法(XRD)测试了不同WC含量下涂层及粘结层表面残余应力,利用摩擦磨损试验机和共聚焦激光扫描显微镜研究了涂层的磨损机制。结果表明:涂层表面残余应力为压应力,且随着WC含量的增加先增大后减小,随着涂层厚度的增加而增大,厚度为1000μm时出现分层失效,热应力对粘结层残余应力的贡献最大。一定幅值的压应力有利于涂层耐磨性的提高,同载荷下磨损量仅为基体的0.135倍,涂层磨损机制主要为磨粒磨损。     

等离子体化学气相沉积 TiN 室温摩擦机理研究

本文用等离子化学气相沉积法在GCr15钢基体上沉积TiN进行了室温耐磨性研究。结果表明:涂层复合材料具有低的摩擦系数,使得耐磨性提高。本文还从微观分析讨论了涂层的磨损机理,表明涂层失效是在切应力作用下引起微凸处的粒子剥离而使其附近受力,并在表面处产生裂纹,此裂纹沿“岛状”界面及粒子边界扩展而使之剥离。     

等离子体化学气相沉积TjN高温耐磨性及磨损机理的研究

用PCVD法在高速钢基体上沉积TiN,针-盘试验法研究了涂层材料的高温耐磨性。结果表明:HSS+PCVD TiN具有好的高温耐磨性。磨损机理的研究表明:涂层失效主要由机械作用和环境因素共同作用所致。表面氧化物的形成提高耐磨性,其形成机制是TiO的直接氧化。     

喷砂添加微裂纹对CVD涂层硬质合金综合性能的影响

本文采用干喷砂法对CVD涂层硬质合金进行表面处理,在涂层中添加了不同裂纹间距的微裂纹。通过4种不同裂纹间距的横向断裂强度(TRS)样品和涂层硬质合金刀片样品,借助断裂强度试验机、X射线应力检测仪、扫描电镜、压痕试验机和切削试验,研究了微裂纹间距对涂层硬质合金横向断裂强度、残余应力、涂层结合强度、刀片抗崩裂性和耐磨性的影响。结果表明:随着裂纹平均间距从70μm减小到26μm,涂层硬质合金横向断裂强度增加约0.4 GPa,涂层残余拉应力降低约500 MPa,涂层的结合强度显著提高;裂纹间距从65μm减小到24μm,涂层硬质合金刀片的抗崩裂性提高了1.7～2.2倍,耐磨性无显著改变。     

Effects of electrode contact condition on electrical dynamic resistance during resistance spot welding

This study systematically investigates the effects of electrical resistance at the workpiece/electrode interface or electrode face on temperature dependent dynamic resistance during resistance spot welding (RSW). To evaluate temperature transport equations of mass, momentum, energy, species and magnetic field intensity in workpieces, the energy and magnetic equations in the electrode are solved. Contact resistances composed of constriction and film resistances are functions of hardness, temperature, electrode force and surface conditions. The results show that dynamic resistance is complicated due to different variations of film and constriction resistances with temperature at not only the faying surface but also the electrode face in the early stage, i.e. shorter than around 3 cycles. Dynamic resistance in this stage is fortunately insignificant to transport processes. When the power is off, dynamic resistance depends on competition between decreased bulk resistance and increased constriction resistance at the electrode face. Decreased constriction resistance at the electrode face reduces dynamic resistance and temperature.     

Measurement of dynamic resistance in resistance spot welding

The conventional methods of determining the dynamic resistance were mostly done by measuring the voltage and current at secondary side of transformer in resistance welding machines, in which the measuring set-up normally interferes with the movement of electrode, and the measuring precision is influenced by inductive noise caused by the high welding current. In this study, the dynamic resistance is determined by measuring the voltage at primary side and current at secondary side. This increases the accuracy of measurement because of higher signal-noise ratio, and allows to apply to in-process system without any wires connected to electrodes.     

碳含量对Al0.5Co0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响

使用氩弧熔覆制备不同碳含量Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层,研究碳含量对Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响。结果表明:碳加入后,高熵合金均由单一的FCC结构组成,并没有表征出其他物质,但根据高熵合金显微组织与能谱分析可以发现,高熵合金的枝晶间有碳铬化合物生成。高熵合金涂层的组织为典型的树枝晶结构,随着碳含量的增加,组织不断细化。随碳含量的增加,高熵合金涂层的硬度不断升高,当碳含量为4%时,硬度(383.2 HV0.5)和耐磨性均为最佳。随碳含量的不断增加,高熵合金的耐腐蚀性先增强后减弱,碳含量为2%时耐腐蚀性最佳。根据单位面积氧化增量,高熵合金的抗氧化性先增大后减小,当碳含量为2%时,抗氧化性最佳。     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

合金元素对奥氏体球铁高温性能的影响

研究了合金元素对奥氏体球铁高温机械性能、抗氧化性和抗热冲击性能的影响，提出了合金元素的最佳含量。用该奥氏体耐热球铁替代原用耐热钢作渗碳、淬火炉用构件，使用寿命提高1.2～1．6倍，成本降低20％。     

硼对堆焊合金组织与性能的影响

研究了不同含硼量时堆焊合金的组织与性能。结果表明，随着含硼量的增加，堆焊层的硬度与耐磨性不断提高，堆焊层的组织状态也发生转化，逐渐由亚共析态转变为过共析态、共晶态乃至过共晶态，其中共晶组织或接近共晶态的组织抗冲击性能最好．而接近共晶成分的过共晶组织硬度与耐磨性最高。     

钢铁渗铝及渗铝钢的性能

铝原子向钢中的渗透,完全遵守Ｆｉｃｋ扩散定律;同时探讨了渗铝层耐氧化、耐腐蚀、耐磨损的机理。     

Fabrication of the Coatings for the High-temperature Oxidation Resistance on Hydrogen Resistance Steel

Alumina coating is used to improve the performance of high-temperature oxidation resistance,which can be fabricated on the surface of hydrogen resistance steel by two methods,thermal oxidation of arc ion plated Al coating and reactive magnetron sputtering.Elemental composition,structures and surface morphologies of the coating were analyzed and compared in this paper.The surface of the coatings,which was made by the first method,was composed of α-Al2O3 phase and internal was Fe-Al alloy phase.The Alumina coatings made by the second method were amorphous.In addition,appearances of Alumina coatings fabricated by these two methods were quit different,which were grey and transparent respectively.Both of the two kinds of coatings meet to the needs of high-temperature oxidation resistance.     

双马来聚酰亚胺复合料的制备及研究

要:本文合成了双马来聚亚酰胺预聚物,以它作为基体树脂,以短切碳纤维为增强材料,加入增韧改性剂,制备了性能优良的复合材料.经过耐温耐酸测试,其耐温性和耐酸性优良,适合用作脱硫烟囱防腐材料.     

硼砂浴内金属材料耐蚀性及抗氧化性的研究

通过对多种耐热不锈钢进行硼砂浴腐蚀及抗氧化试验,研究了各种耐热不锈钢在硼砂浴中的耐腐蚀性及高温抗氧化性。研究结果表明,材料中元素的种类及含量对硼砂浴炉用金属材料的使用寿命有较大影响,其中Ni、Cr元素对材料的耐蚀性及抗氧化性起着决定性作用。材料中Cr含量在20%左右及Ni含量在35%左右时得到最佳的耐蚀性。Cr含量与Ni含量之和不小于45%的材料的高温抗氧化性符合硼砂浴的使用要求。耐热不锈钢的腐蚀主要集中在硼砂浴与空气的交界面处,其他位置腐蚀较弱。硼砂浴中Na2O和B2O3的存在加速了耐热不锈钢的腐蚀。这些研究结果为硼砂浴用坩埚及工夹具的选材提供了依据。