螺旋钻杆等离子熔覆层的组织与性能分析

采用等离子熔覆在R780材质钻杆上堆焊3种不同螺旋熔覆层,并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计和磨料磨损试验机等分析测试手段研究了不同熔覆层的组织与性能。结果表明:熔覆层中添加少量稀土元素即可使其晶粒细化,添加Al2O3-TiO2复合陶瓷粉末,可在熔覆层中形成弥散分布的Al2O3硬质强化相。添加稀土元素和Al2O3-TiO2后的熔覆层的硬度和耐磨性有明显的提高。     

激光熔覆镍基纳米Al_2O_3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米Al2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试.结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ(Fe,Ni)、Cr7(B,C)3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大.     

钼及La_2O_3对激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织和性能的影响

研究添加钼粉及稀土氧化物La_2O_3对Km TBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强镍基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析钼及La_2O_3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成。随着钼粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,钼元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La_2O_3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于钼具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La_2O_3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的钼粉(5%)或稀土La2O3能提高熔覆层的硬度及耐磨性。     

激光熔覆镍基纳米AI2O3复合涂层的组织和摩擦性能

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了镍基纳米AI2O3复合涂层,对熔覆层进行了微观组织分析和显微硬度及摩擦性能测试。结果表明,激光熔覆层的组成相主要为γ（Fe,Ni）、Cr7（B,C）3、Al15Fe4等,熔覆层的显微硬度HV0.3最高达到830,熔覆层与纯铝试件对摩时的磨损机制为粘着,并且随pv值增大时,粘着现象加剧,摩擦因素增大。     

羊场湾煤灰化过程中矿物演变规律及氧化物添加剂对其灰熔融特性的影响

煤的灰熔融特性及其调控规律研究对于德士古气化炉的长周期稳定运行具有重要影响。用X射线衍射分析（XRD）研究了羊场湾煤低温灰化样和高温灰化样中矿物的晶相特征,分析了高温灰化过程中矿物的演变过程。探讨了添加氧化物 (SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO)对羊场湾煤灰熔融特性的影响规律。结果表明,羊场湾煤中矿物质以石英和高岭石为主,在高温灰化过程中,这些矿物转变为钙长石和斜方钙沸石。钙长石不稳定在高温下极易形成其他低温共熔物,导致灰熔点降低。Fe2O3和Al2O3对羊场湾煤灰熔熔融温度的影响作用相反,随添加量增加,前者使灰熔熔融温度不断降低,后者使灰熔熔融温度不断升高。SiO2、CaO对羊场湾煤灰熔融温度的影响呈出随添加量的增加先降低,后增加的趋势。不同氧化物与煤灰中矿物在高温下的作用机理表现为,添加Fe2O3、SiO2和CaO时,分别生成了灰熔点较低或不稳定且极易生成低温共熔物的铁橄榄石、钙长石和钙铝黄长石;添加Al2O3时生成了灰熔点较高的莫来石。     

NbC添加量对风电部件用316L熔覆层组织及耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了316L+x%NbC(x=0,5,10,15)熔覆层,研究了NbC含量对熔覆层相组成、微观形貌、显微硬度及磨损行为的影响。结果表明,NbC含量为5%～15%时,熔覆层相组成为NbC、Cr₇C₃和γ-Fe;添加NbC后,316L基体组织显著细化;少量Nb元素固溶在γ-Fe相中,形成间隙固溶体。添加NbC,熔覆层显微硬度、耐磨性大幅提升,摩擦因数、磨损率显著下降,其中316L+15%NbC熔覆层显微硬度高达381HV_0.3,平均摩擦因数为0.437(比316L熔覆层降低了41%),磨损率为2.95×10⁶μm³/(N·m)(约为316L熔覆层的50%)。     

Mo对铁基合金激光熔覆层组织与性能的影响

采用半导体激光器激光熔覆含有10%Mo的铁基合金熔覆层,借助Leica DM2700M金相显微镜、HVS-5Z数显显微硬度计、WTM-2E可控气氛微型摩擦磨损试验仪、FA2004B高精度电子天平对熔覆层的组织、硬度、摩擦因数及失重量进行了分析。实验结果表明:Mo单质的添加明显增加熔覆层组织的结核率,细化熔覆层组织;Mo单质的添加增强了熔覆层变形的位错阻力,提高了熔覆层的硬度,最高硬度达到HV774;添加Mo单质能够提高熔覆层的变形能力,降低熔覆层的摩擦因数,并且熔覆层组织细化和均匀性提高了摩擦因数的稳定性。熔覆层的失重量远小于基体的失重量。     

Al2O3粉体添加对烧结钕铁硼磁性能的影响

研究了在磁体制备过程中添加Al2O3粉体对(PrNd)31(AlCoCuGaZr)1.55B0.98Fe合金磁体密度、微观结构和磁性能的影响。结果表明,随着Al2O3粉末的增加,磁体密度和矫顽力都呈先上升后下降趋势,剩磁与最大磁能积缓慢下降。Al2O3粉末添加量为0.1%时,磁体密度提升0.01g/cm3,继续添加,密度开始下降;当添加量为0.2%磁体矫顽力显著提升（提高5%）,综合磁性能最佳。显微组织表明,适量添加Al2O3,磁体平均晶粒尺寸减小,能改善磁体显微组织,促进磁体致密化。此外分布在晶界中的Al2O3/Re2O3,能够钉扎晶界,细化晶粒,提高磁体矫顽力。     

钛对激光熔覆Ni_3Si金属间化合物涂层的影响

利用激光熔覆技术合成Ni3Si涂层修复改善高温合金的使用性能,添加合金化元素改善Ni3Si的脆性问题。以镍、硅、钛元素粉末为原料,利用10 k W CO2连续激光器在GH864表面激光熔覆制备Ni-Si金属硅化物复合材料涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计表征熔覆试样的微观组织、相组成和显微硬度。结果表明,熔覆层组织主要由镍固溶体、Ni3Si和Ni3 1Si12组成,随着钛含量的增加涂层组织为镍固溶体和Ni3(Si,Ti)。熔覆层的平均硬度随钛含量的增加而减小,主要是因为钛的添加减小了涂层组织中硬质相的含量。随着钛含量从0增加到9%,涂层合金晶格常数从0.351 00 nm增加到0.353 18 nm。     

叶片等离子熔覆层显微组织及其耐磨性研究

利用等离子束表面熔覆设备,在煤矸石制砖搅拌机叶片表面熔覆含硼铁基合金粉末,得到呈冶金结合的熔覆层,并对熔覆层的显微组织及其耐磨性进行了研究.结果表明:熔覆层由弥散分布的(Cr,Fe)2B,Fe2B,Mo2C,Fe23(C,B)6相和γ-(Fe,Ni)枝晶组成,其表面硬度平均值为67HRC.磨损试验表明,熔覆层的耐磨性分别是叶片基体和K400耐磨钢的6.9倍和6.3倍.工业性试验表明,和未熔覆的叶片相比,熔覆后叶片使用寿命可提高3～4倍.     

湖北省鹤峰县走马地区王家界锰矿地球化学特征及成因分析

王家界锰矿为鹤峰县走马地区发现的"大塘坡式"锰矿。通过对大塘坡组含锰岩系样品进行主微量和稀土元素地球化学分析,发现本区含锰岩系有陆源物质的加入,并显示出热水沉积特征; Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、Al/(Al+Fe)、Al/(A1+Fe+Mn)、δCe、(La/Ce)N等值与被动大陆边缘沉积物特征相似;Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)-(La/Ce)N和Fe2O3/(100-Si O2)-Al2O3/(100-Si O2)关系图及V/Cr值、U/Th-Ni/Co图解,表明本区与长阳古城锰矿形成于类似的构造环境。走马地区含锰岩系形成于被动大陆边缘的沉积构造体系,成岩成矿物质具有多来源。含锰岩系和锰矿石的形成可以分为两个阶段:早阶段洋底热液上涌的Mn2+与陆源输入的Mn2+在氧化性水体中形成了锰的氧化物,随后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO2-3结合形成碳酸锰(菱锰矿)。     

手持式等离子熔覆刮板输送机中部槽的研究

采用手持式等离子熔覆设备,在煤矿用刮板输送机中部槽表面熔覆高硼Fe-Cr合金层,并对其进行磨损试验。结果表明:熔覆层主要由γ-(Fe,N i)、(Cr,Fe)2B、Fe2B和Fe23(C,B)6等物相组成;随着含硼量由2.5%逐步增加至5.5%,熔覆层的硬度和耐磨性呈先增大后降低趋势;含硼量为4.5%时,熔覆层的相对耐磨性是基材的5.4倍。井下试验表明,熔覆后中部槽使用寿命可延长2~3倍。     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

激光熔覆Fe-Cr-W-V梯度涂层组织性能研究与有限元分析

采用类似于高速钢的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。利用激光熔覆的方法将材料熔覆到45号的基体上,在工作层中添加0-0.2 %的稀土氧化铈,结果表明,添加一定量的稀土可以细化晶粒,提高其硬度、耐蚀性、耐磨性。添加0.1 % Ce2O3的复合涂层性能最优,其表面硬度可达62.2 HRC,相对耐磨性较无稀土的复合涂层可提高20 %。添加Ce2O3含量0.1 %和0.2 %的复合涂层的耐蚀性相对未添加稀土涂层分别提高1.88倍、1.72倍。利用Marc软件对过渡层熔覆过程进行模拟,将模拟的应力值与小孔法测量的应力值进行比较,模拟得到的应力值与实测应力值变化趋势拟合较好,纯工作层成分的熔覆层残余应力最高,增加过渡层后可大幅降低残余应力,实测工作层横向为812 MPa,确定最佳梯度层成分M2梯度层成分为最优。     

煤灰中主要氧化物对宝日褐煤灰熔融温度的影响

针对煤灰中的主要氧化物成分进行不同比例的混合后制备出与原煤灰熔融性相近的模拟灰样品,在弱还原性气氛下对模拟灰样进行熔融特征温度的测定,并分析了各氧化物对灰熔融性的影响,指出在调整宝日褐煤灰熔融性的过程中,SiO2、Al2O3具有升高与降低的双重功效,Fe2O3、Na2O可充当良好的助熔剂,添加氧化钙可起到良好的阻熔作用。     

凹凸棒石黏土煅烧-碱浸法合成纯4A沸石的研究

以凹凸棒石黏土为原料,经过煅烧、酸化、碱浸处理,滤液添加铝源后水热晶化合成了高纯4A沸石.采用XRD、FT-IR和SEM对产品进行了表征.研究了煅烧、晶化时间、SiO2:Al2O3摩尔比对4A沸石合成的影响,结果显示凹土经过煅烧可提高SiO2成分的浸出率和4A沸石的产率;当合成液各组分摩尔比为3.9Na2O:1Al2O3:1.8SiO2:138H2O时,90℃水热晶化5h以上.可合成结晶度高的4A沸石,晶化时间越长,结晶度越高;n(SiO2):n(A12O3)决定沸石合成的种类,合成液中n(SiO2):n(Al203)为1.8～2.8时合成4A沸石,n(SiO2):n(Al2O3)为3时合成4A沸石和X型沸石.     

矾土对Al_2O_3-SiO_2质可塑料性能影响

以4种不同Al2O3含量的矾土及SiO2微粉和Al2O3微粉为原料,以Al(H2PO4)3/H3PO4和铝酸钙水泥为结合剂和促凝剂,通过混炼、成型、养护、烘干等工序制备了Al2O3-SiO2质可塑料。通过引入不同品位矾土原料,重点研究不同Al2O3含量的矾土原料对烘干后及1100℃烧后可塑料体积密度、常温强度、烧后线变化率、耐磨性、矿物相组成及基质微观结构的影响。结果表明,随着矾土Al2O3含量增大(即提高矾土品位),烘干后和烧后Al2O3-SiO2质可塑料体积密度逐渐增大,常温强度减小。随着原料矾土品位提高,可塑料烧后矿物组成中刚玉相特征峰强度会逐渐增强,矾土中杂质及铝酸钙水泥对可塑料起助烧结作用。矾土中Al2O3含量增大,会增大骨料颗粒强度,但会降低基质烧结性,最终导致基质与骨料强度匹配性变弱,烧后可塑料磨损量增大,耐磨性降低。     

氩弧熔覆制备WC颗粒增强涂层组织及性能研究

采用氩弧熔覆技术, 在45钢表面制备出WC颗粒增强的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD和EDS分析了氩弧熔覆层的显微组织和相组成, 并测试了熔覆层的显微硬度和耐磨性能。结果显示, 熔覆层枝晶中弥散分布WC和W₂C硬质相颗粒, 出现Fe(W)固溶体和M₆C型化合物, 显微硬度最高可达1 277.1 HV0.1, 磨损试验中其磨损量是基体磨损量的1/6, 熔覆层的良好耐磨性能主要得益于未熔的WC颗粒。     

B_2O_3对Al-6.5Si-0.5Mg合金组织性能的影响

采用金相观察、力学性能测试、电子探针(EPMA)等手段,分析添加B2O3对Al-6.5Si-0.5Mg合金力学性能以及微观组织产生的影响,并对细化机制进行了研究。结果表明:在合金中添加B2O3较Al-3.8B中间合金有更好的细化效果,添加量同为0.06%时,前者较后者抗拉强度(σb)和延伸率(δ)分别提升5.54%和30.7%。当添加0.1%的B2O3时,合金σb和δ进一步提升至213.5MPa和8.76%。合金组织形态得到显著改善,α-Al基体的细化机制为硅相附着于Al B2后的核壳结构能够成为Al基体的形核核心。Fe相形态的改善则与B2O3能间接影响其均匀化析出有关,另一方面也可能与形成难熔富铁相的沉降有关。     

氩氧比例对Al2O3薄膜结构及性能的影响

以纯铝为靶材,在不同氩氧比例下,采用直流反应磁控溅射方法制备Al2O3薄膜.利用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)和精密阻抗分析等方法检测薄膜的组织结构、化学成分和介电性能.结果表明,在250℃的低温条件下,不同氩氧比例的Al2O3薄膜都为非晶结构.随着氧分量的增加,Al2O3薄膜的表面由平滑致密变得粗糙,化学计量失配度增大.在氧分量较小的气氛下,Al2O3薄膜均匀致密,化学计量失配度较小,Al/O原子比接近2/3.随着氩氧比的增大,Al2O3薄膜的介电常数减小和介电损耗增大,当氩氧比为3:1时,Al2O3薄膜的介电常数较大(ε=7.9～10.3),介电损耗较小(tanδ<0.2),薄膜的介电性能相对较好.