高能电脉冲-超声滚压耦合技术对淬火态GCr15钢表面强化研究

采用高能电脉冲辅助超声滚压技术对高频淬火态GCrl5轴承钢进行了表面强化处理,并对表层硬度梯度、表面粗糙度以及摩擦磨损性能进行了表征.与普通超声滚压技术相比,声电耦合处理后样品在提高表面硬度的同时强化层深度提高约100μm,表面粗糙度Ra由1.4μm降低至0.23μm,并且在电脉冲作用下位错运动与越过能垒的能力都得到增强,从而促进表面微裂纹得到愈合,表面质量显著提高,摩擦磨损性能提高约50％.对高频淬火态GCr15轴承钢而言,脉冲电流的电致塑性效应能够促进位错运动,提高材料表面塑性变形能力,从而使超声滚压产生的塑性变形向次表层发展,显著提高强化效果.     

超声滚压对高速激光熔覆GH5188高温合金涂层组织和力学性能的影响

目的 为了提高GH5188高速激光熔覆涂层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能,采用超声滚压(UR)技术在GH5188涂层表面制备纳米晶层。方法 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、维氏硬度计、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站研究超声滚压作用下GH5188涂层的微观形貌、相组成、显微硬度、高温摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。结果 超声滚压后,GH5188涂层表面达到镜面效果,与未滚压相比,粗糙度下降58%;制备出厚度为18 μm的纳米晶层;与H13基体相比,未滚压的涂层表面显微硬度提高21%,超声滚压后的涂层表面显微硬度提高70%;与H13基体相比,未滚压的涂层耐磨性提高69%,超声滚压后的涂层耐磨性提高81%;电化学测试结果表明,与H13基体相比,未滚压的涂层耐腐蚀性提高12%,超声滚压后的涂层耐腐蚀性提高17%。结论 超声滚压后的涂层表层组织位错密度和晶界增加,获得了纳米晶层,有效改善了GH5188涂层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等力学性能。     

GCr15钢表面激光硼化研究

在已经过常规淬火的GCr15轴承钢表面,利用脉冲Nd∶YAG激光进行了B4C粉末硼化改性处理.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及摩擦磨损试验仪器对激光硼化处理后改性层的显微组织及性能进行了研究.结果表明:激光硼化改性层由树枝晶的FeB、Fe2B和基体组成,改性层的表面硬度高达HV1560,相比处理前硬度提高了81.8％,硬化层深度约为150μm,磨损率相比处理前降低了67.55％,激光硼化后GCr15钢表面的硬度和耐磨性能显著提高.     

Ti-6Al-4V表面超声滚压制备Al_2O_3膜层的微观组织及性能研究

运用超声滚压处理(USRP)的方法,在Ti-6Al-4V合金表面制得一层Al2O3薄膜。利用SEM、XRD、光学干涉仪及显微硬度计分析了超声滚压处理后试样表面层的微观组织和性能。结果表明:加入Al2O3粉末进行USRP后可以在基体金属表面形成厚度约为7μm的Al2O3膜层,且结合处基体金属存在残余压应力和塑性变形。相对于母材,处理后试样表面粗糙度降低50%,表面硬度提高98%。同时,处理后试样表面层存在残余压应力场,最大压应力值为-687MPa,位于最表层,残余压应力深度为420μm。加入Al2O3粉末的USRP后的试样,既利用表面Al2O3的加入进一步提高其表面硬度,同时保留了USRP的优势。     

表面超声滚压处理对高速列车车轴钢疲劳性能的影响

对EA4T型高速列车车轴钢棒状旋转弯曲疲劳试样实验段磨削加工后进行了表面超声滚压处理。观察了处理前后试样的表面形貌及表层微观组织,测量了处理前后试样的表面粗糙度、表层硬度及表层残余应力。利用旋转弯曲疲劳实验得到处理前后试样的疲劳极限。结果表明:表面超声滚压处理后,试样的疲劳极限由352MPa提高到401MPa。疲劳极限的提高主要由于表面超声滚压处理后试样表面粗糙度降低、表层强度及残余压应力增加。     

SCX400车轮钢表面超声滚压强化试验及其压力参数优化

为了提高SCX400车轮钢表面的强度,采用超声滚压技术对其表面进行了强化处理,并通过试验测试手段对其压力参数进行优化.结果 表明:增大超声滚压力有助于获得更大厚度的变形层,靠近表面附近区域的组织存在强烈塑性变形,过渡区的变形程度减小,而内部组织则保持基本不变的状态.当施加100 N超声滚压时,在表层组织中生成了尺寸约为5 nm的纳米晶;继续提高滚压力到400 N,试样表层获得更高比例的非晶态组织,随着深度的增加,SCX400车轮钢的表面硬度表现出整体减小;将滚压力提高到300 N和400N的情况下,距离表面50μM的组织硬度分别为371 HV和383 HV.表层残余压应力随超声滚压力的提高发生了持续升高,并且在增大滚压力的过程中,残余应力作用深度也发生了显著增大.完成超声滚压后,引起合金组织晶格的改变,并形成压缩残余应力.     

Ti-6Al-4V合金表面超声振动滚压强化研究

采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:经该工艺处理后的合金表面各项粗糙度参数皆有明显降低;加工后的合金表面XRD图谱的衍射峰减弱且宽化,衍射角向高角度方向偏移;加工后的合金表层β相组织相较加工前明显细化,且随着深度增加β相组织逐渐增大;在距离表面约50μm位置的残余应力值最大可达到-967 MPa;加工后的合金表面显微硬度可达到421HV,且在0~140μm的深度范围内,显微硬度随着深度的增加逐渐减小至与基体硬度一致。经超声振动滚压加工后的Ti-6Al-4V合金表面质量显著提高,有利于提高其零部件的使用性能。     

GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢材料微观组织和摩擦磨损性能研究

为了探究不同轴承钢在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承的钢组织、物相及硬度进行了表征,利用UMT摩擦磨损试验机对轴承钢材料进行了不同条件下的干摩擦磨损实验,并分析了其磨损性能.结果表明:在该实验条件下,GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢磨擦系数和磨损随着载荷的增加而减少,随摩擦速度的增加而增加;且摩擦速度较低时,GCr15 高碳轴承钢的摩擦磨损性能优于 G20CrNi2Mo 渗碳轴承钢,而当摩擦速度为0. 17 m·s-1时, G20CrNi2Mo渗碳轴承钢磨损性能优于GCr15高碳轴承钢.磨损机制结果表明,两种轴承钢干摩擦机制均为粘着磨损和磨粒磨损,且G20CrNi2Mo渗碳钢表面粘着磨损程度较严重.     

表面纳米化预处理对316L不锈钢渗氮层摩擦学性能的影响

为改善奥氏体不锈钢的表面硬度和耐磨性,采用超声滚压与离子渗氮复合工艺对316L不锈钢表面进行了表面强化处理。利用扫描电镜(SEM)、硬度计、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪以及摩擦磨损试验机等测定了渗氮层的硬度、深度、含氮量和物相组成,研究了表面晶层组织结构对离子渗氮行为和渗氮层在润滑油条件下摩擦学性能的影响。结果表明:直接渗氮和超声滚压/渗氮试样表层组织均由S、γ'、ε和Cr N相组成,渗氮层厚度均为20μm,直接渗氮层以S相为主,超声滚压后渗氮层以ε和γ'相为主,组织结构较为致密;超声滚压/渗氮层的平均渗氮含量是直接渗氮层的2.88倍,摩擦系数降低了0.04,显微硬度和耐磨性是直接渗氮层的1.15倍和2.76倍;超声滚压处理诱使316L不锈钢表面形成的纳米晶层组织结构增强了渗氮试样表面的催渗效能和对渗氮层的支撑强度,超声滚压后渗氮试样的表面耐磨性能最好。     

层流等离子体淬火对GCr15轴承钢的滚动接触疲劳及损伤性能的影响

为了提高GCr15轴承钢的滚动接触疲劳(RCF)性能,使用层流等离子体淬火(LPQ)技术对GCr15轴承钢表面进行了四种不同扫描速度(350 mm/min、550 mm/min、750 mm/min、950 mm/min)的等离子体淬火实验。用MJP-30滚动接触疲劳实验机对处理前后的试样进行RCF试验。采用激光共聚焦显微镜(VK-9710)、超景深显微镜(UDM, VHX-1000C, Japan)、扫描电子显微镜分析试样组织结构、成分、微观损伤形貌,对试样进行硬度测试,分析疲劳扩展机理。结果表明：由于LPQ的冷却速率及加热速率较快,试样表面产生淬火硬化区,形成细小的隐晶马氏体组织,表层硬度增大。硬化层厚度影响RCF扩展机理,硬化层厚度越深,疲劳寿命越长,LPQ使RCF寿命延长64%。     

表面活性剂动态表面张力的测定

平衡法测定的是静止表面的表面张力，但若两相界不断更新，则溶质面表面的扩散和吸附未必能达到平衡本文介绍的动态表面张力的测定试验，就是基於测定到达平衡表面张力的时间。     

镯面和一般复曲率面的光线追迹

本文讨论镯面和一般复曲率面的光线追迹;指出一般文献的疏漏;提出解决办法。     

水镁石粉体表面改性及表面能测算

水镁石粉体是聚合物的常用填料,但水镁石极性较大,与基材的相容性也较差,因此必须通过表面改性,降低水镁石粉体表面能,增强亲油疏水性,从而增加与聚合物之间的相容性,而阴离子表面活性剂是合适的改性剂之一。水镁石粉体改性后的表面性能,可以用固体表面能数值的变化来表征,本文选择丙三醇、水、1-溴代萘为探针液体,用直接测定法与Washburn方程间接计算法获得了改性前后水镁石的接触角,通过Lifshitz-van der Waals acid base三参数法计算其表面能。研究结果表明,不同的阴离子基团中,羧酸类、磷酸较之磺酸类硫酸类改性效果有明显优势,表面能的碱分量γ-S和酸分量γ＋S降为0;随着改性剂中非极性链烃的碳原子个数增加,表面能非极性分量γLSW下降很多,最终导致总表面能下降,接触角增加,疏水性增强。     

高分子表面重构研究进展

综述了高分子表面重构研究手段的发展、表面重构的机理与高分子结构对重构的影响等,并对高分子表面重构研究的应用前景进行了展望。     

铸铁激光表面重熔过程中表面涂层的作用

本文采用比较的方法研究了激光表面重熔过程中表面涂层、工艺参数与熔化深度、熔区化学成分、显微组织和显微硬度之间变化规律。发现表面涂层不但可提高金属对激光的吸收率,而且渗入熔化区,参与相变,改变强化效果。     

Determination of Surface Tension of Succinonitrile Using a Surface Light Scattering Spectrometer

Liquid/vapor interfacial surface tensions of succinonitrile, NC(CH₂)₂CN, were measured using noninvasive surface light scattering (SLS) spectroscopy. Succinonitrile (SCN) has been and is being used extensively in materials science and fluid physics research, for example, in several theoretical and numerical studies of dendritic growth. It is an established model material with several essential physical properties accurately known with the exception of the liquid/vapor surface tension, _1v, at various temperatures. Using the SLS spectrometer, we have experimentally determined the liquid/vapor surface tension of SCN in the temperature range from just above its melting point (58.1°C) to 118°C using this noninvasive method. Previous measurements of SCN surface tension are extremely limited. To the best of our knowledge, this work is the first to measure the surface tension of succinonitrile noninvasively at melt and elevated temperatures. The SLS spectroscopy is relatively new and unique. This technique has several advantages over classical methods: it is noninvasive, has a good accuracy, and can be used to measure the surface tension and viscosity simultaneously, although the viscosity results are not discussed here. The accuracy of values obtained from this technique on some standard liquids is better than 2% for the surface tension and about 10 to 15% for viscosity. Our measurements gave _1v=42.28–0.0629T±0.2 (mN·m^-1), with T in °C, and the viscosity at 60°C is 2.68±0.3 cp for pure SCN.     

三维图像中连续隐边界曲面的逼近计算

三维图像中感兴趣目标的边界曲面的检测与重构是三维图像分析中的一个重要问题.本文提出了从三维图像中计算连续隐边界曲面离散采样点的新方法.基于这些计算得到的离散采样点及其灰度值,可以推导出更合适的等值面或者自适应曲面去近似表示三维图像中的连续隐边界曲面.     

曲面拟合过程中的参数值优化方法

参数值的准确性对曲面拟合的效率以及精度影响非常大,直接通过参数化方法获得的参数值往往不够精确。在曲面拟合过程中,需要反复利用逼近得到的曲面优化参数值,但是常用的参数优化方法应用到局部曲率大的曲面时,参数的迭代优化的过程可能不收敛,从而使得曲面拟合难以继续。随着参数化方法以及曲面拟合研究的发展,局部曲率大的曲面也可以被较好的参数化并进而逼近拟合,因此研究大曲率曲面上的参数值优化意义重大。笔者提出一种比常用参数值优化方法精确度更高的参数迭代优化计算方法,进而通过添加收敛判据确保迭代过程收敛。该方法在实际应用中取得了较好的效果。     

Surface Tension and Viscosity of Succinonitrile– Acetone Alloys Using Surface Light Scattering Spectrometer

Using a surface light scattering spectroscopic technique, the surface tension and viscosity of pure succinonitrile (SCN) and SCN–acetone alloys at 0.86, 1.69, and 2.25 mol% have been determined. The surface light scattering technique, and the procedures used for making the alloys and measuring their concentrations, are presented. Analysis indicates our interfacial surface tension and viscosity measurements have an uncertainty of ±2% and ±10%, respectively. The surface tension and viscosity were measured at various temperatures yielding relations among surface tension, viscosity, temperature, and concentration in SCN–acetone alloys.     

高性能无溶剂低表面处理涂料

带油涂装是低表面处理涂料中的一个难题,从环保方面考虑,开发无溶剂的低表面处理涂料非常重要.研制了一种可以在带油带锈表面和一定潮湿环境下涂装的新型高性能无溶剂低表面处理涂料,探讨了固化剂体系、颜基比、附着力促进剂、环境温度等对涂料力学性能和耐蚀性的影响.结果表明:涂膜柔韧性1 mm,耐冲击性≥45cm,各种附着力均大于8...