氢对NiTi(Nb)合金相变与回复特性的影响

研究了充氢对NiTi(Nb)合金晶体结构与相变行为的影响.结果发现:随着充氢时间的延长,NiTi相中能发生可逆马氏体相变的体积逐渐减小,并在较短的充氢时间内失去可逆相变,从而导致Ti50.2Ni49.8合金中形状记忆效应降低,甚至消失.电解充氢后,NiTiNb合金脆性增加,并且失去超弹性性能.在室温下电解充氢,TiNiNb合金会形成NbH化合物.随着温度升高,这种氢化物会转变为Nb(H)固溶体.当充氢时间低于30 h时,低温峰和高温峰所对应的相变潜热随充氢时间的增长变化较快;充氢时间大于30h时,高低温峰的潜热随充氢时间的增长而变化缓慢.     

钛在海水中的阴极充氢行为

运用H型双面电解槽，采用双面电解充氢法对海水中自然表面钛片进行恒电流电解充氢，研究了钛在海水中的阴极充氢过程。用X-射线衍射法对充氢后碎裂钛片进行检测，同时探讨了试样厚度、充氢电流密度和阳极氧化电位对于氢渗过程的影响。结果表明，表面膜是氢渗过程的控制因素：试样厚度增加，氢氧化峰值电流和峰值电流出现时间增加：峰值电流随充氢电流密度和B面氧化电位升高而增大，而峰值电流出现时间随充氢电流密度和B面氧化电位升高而减小。     

Zr-2.5Nb合金板材吸氢行为研究

采用电解法对Zr-2.5Nb合金板材进行渗氢,研究不同时间渗氢后试样的吸氢特性;运用X射线衍射仪和金相显微镜对渗氢及热处理后试样的物相结构和显微组织及氢化物分布特征进行分析,并利用LECORH600红外吸收氢测量仪对试样吸氢量进行定量分析。结果表明,合金吸氢后试样表面形成一层氢化物膜,氢化物膜主相为ZrH1.66,氢化物膜厚随着渗氢时间的延长而逐渐增加;合金试样中氢化物呈片状并沿平行板材轧制方向分布,且氢化物随试样吸氢量的增加有聚集生长的趋势,试样的吸氢量随渗氢时间呈抛物线型变化。     

表面充氢对TA2在草酸溶液中腐蚀行为的影响

目的提高TA2在草酸溶液中的耐蚀性,揭示表面充氢提高钛在草酸溶液中耐腐蚀性能的机理。方法采用电化学充氢的方法对TA2试样进行表面充氢,采用SEM和XRD分析充氢对试样表面形貌和相组成的影响,并采用电化学测试和腐蚀浸泡实验研究不同充氢时间的TA2试样在草酸溶液中的耐蚀性。结果电化学充氢后,TA2试样表面会生成一层以Ti H1.5为主要组成相的氢化钛层,该氢化钛层的厚度随充氢时间的延长而增厚。电化学测试结果显示,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的自腐蚀电位从–0.7 V(vs.SCE)逐渐增加到0 V左右,腐蚀倾向显著下降;极化电阻Rp则从0.2 kΩ·cm^2逐渐增加到了24.1 kΩ·cm^2,耐蚀性能增强。腐蚀浸泡实验结果表明,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的腐蚀程度逐渐减弱,腐蚀速率也从未充氢时的4.63mm/a逐渐下降到0.03mm/a。结论在草酸溶液中,电化学充氢TA2试样表面生成的氢化钛层对Ti基体具有保护作用,并且保护效果随氢化钛层的增厚而增强。试样表面氢化钛层对Ti基体的保护作用除了与成分有关外,还与其结构相关,完整致密的氢化钛层可以对Ti基体起到很好的保护作用,而疏松多孔的氢化钛不仅不能保护Ti基体,反而还会促进Ti基体的腐蚀。     

氢渗透对一种低合金临氢钢冲击韧度的影响

采用恒电流阴极电解充氢法对一种临氢钢的冲击试样进行充氢,随后立刻对其进行冲击测试,从而获得该材料冲击韧度随充氢时间延长的变化规律。通过与普通低合金铸钢材料的测试结果进行对比分析可知,充氢前后该临氢钢的冲击试样没有完全断裂,断口组织致密,未发现孔洞,属典型韧性断裂。随充氢时间延长,该临氢钢的冲击韧度呈先快速下降约12%后趋于稳定的变化趋势,表现出较强的耐氢损伤性能,适用于临氢环境中服役。     

工艺条件对ZL702铝合金含氢量的影响研究

运用减压凝固法研究了环境湿度、精炼时间、保温温度对ZL702合金含氢量的影响。结果表明:熔炼温度一定时,相对湿度越高,熔体含氢量越高。同时由相关理论并结合试验结果得出氢进入铝液的溶解率;此外,采用C2Cl6精炼ZL702合金时,以精炼后静置15 min含氢量最低,适宜浇注;铝液保温温度同样会影响铝液质量,温度不能太高,否则会因温度的升高而使铝液内部自由体积增加,使含氢量增加。     

含氢NZ2锆合金疲劳裂纹扩展行为

利用板材标准M(T)试样研究了4种不同氢含量(0,200,450,730 (g/g) NZ2锆合金的疲劳裂纹扩展行为.发现不论含氢量的高低,裂纹稳态扩展区的裂纹扩展行为均符合Paris幂律关系,即 da/dN=C((K)n,但随着氢含量的增加,n值不断减小;含氢量增加导致NZ2合金塑性变形能力降低,疲劳裂纹扩展速率增加,尤其是氢含量较高时表现更为明显.     

不同含氢量ZL205A 合金在线致密性检测技术研究

本文采用减压凝固试样密度法在线检测ZL205A合金的致密性,对不同含氢量条件下合金致密性的分析,以及与常压砂型试样针孔度的对比分析,结果表明,对于ZL205A这种结晶温度范围较宽,凝固速度较快的合金,使用减压凝固试样密度法检测合金液的含氢量,可实现在线定量检测,结果可靠,操作方便。测试了不同含氢量条件下金属型试棒的力学性能,进一步验证减压凝固试样密度法的可靠性及准确性。     

锆合金电解渗氢工艺及组织演变研究

对新型Zr-Sn-Nb系SZA-4锆合金管材进行电解渗氢处理,研究了渗氢时间对SZA-4锆合金吸氢量和氢化物类型及分布的影响规律,以及均匀化退火对氢化物类型及分布的影响规律。结果表明,随着电解渗氢时间延长,SZA-4锆合金管材的吸氢量增加,吸氢量与渗氢时间之间符合抛物线关系。显微组织分析表明,锆合金电解渗氢后在样品表面形成一层氢化物层,而内部仍为锆合金基体。随着渗氢时间延长,该氢化物层的厚度增加。对氢化物层的相结构分析表明,渗氢时间较短时,氢化物层由δ-ZrH_1.66相组成;随着渗氢时间延长,氢化物层中的δ-ZrH_1.66相含量增加;渗氢24 h后,氢化物层由ε-ZrH_1.801相和δ-ZrH_1.66相组成。对渗氢试样400 ℃/6 h均匀化退火处理后,发现氢化物层厚度进一步增加,且在样品内部沿周向有条状氢化物析出。相结构分析显示,此时氢化物层中ε-ZrH_1.801相消失,原来的δ-ZrH_1.66氢化物转变为δ-ZrH_1.5氢化物。而经400 ℃/96 h均匀化退火处理后,氢化物层消失,细小条状氢化物均匀分布于试样中。     

堆焊结构的氢浓度分布及其对剥离断裂的影响

采用有限元分析方法计算堆焊结构中氢浓度的分布，并将电解充氢试验条件下试块中氢扩散行为的计算结果和高压釜试验条件的计算结果进行对比分析。计算结果表明，采用电解充氢方法，可以在熔合线附近获得与高压釜充氢数值相近的氢浓度峰值，而到达这一峰值的时间较短。通过解析模型比较了不同试样条件和电解充氢条件对试验结果的影响。结果显示，增大充氢电流密度，延长充氢时间，减薄母材厚度，均使氢浓度峰值升高，从而使堆焊层剥离     

NiTi形状记忆合金的氢致表面损伤

研究了近等原子比NiTi形状记忆合金在阴极充氢后时效过程中表面的相变与破坏,认为时效裂纹的产生与奥氏体不锈钢类似,为氢释放和氢致马氏体分解导致表面收缩产生较大张应力所致,时效过程中裂纹扩展持续时间超过5天。氢致马氏体微观形貌与应力诱发马氏体相似,二者形貌上不可区分。氢化物与基体的界面和氢致马氏体与奥氏体相界面在时效过程中可能成为裂纹源。     

铝合金铸件壁厚对机械性能的影响

研究了铸件壁厚对ＺＬ１０１合金，ＺＬ１０４合金，ＺＬ２０５合金，ＺＬ２０１合金及ＺＬ２０５Ａ合金机械性能的影响。研究表明：这些合金随铸件壁厚的增加机械性能下降。ＺＬ２０１，ＺＬ２０５Ａ合金的机械性能受壁厚的影响比ＺＬ１０１合金，ＺＬ１０４合金和ＺＬ１０５合金的机械性能受壁厚的影响大。     

20G钢氢腐蚀的超声背散检测

选用20G低碳钢,经450℃和500℃,18MPa氢气中分别暴露240,480和720小时,使材料发生不同程度氢腐蚀,用背散法对氢蚀进行了超声波检测结果表明,背散法对氢蚀程度非常敏感,用杂草波平均高度与原始波高之比做为信噪比,能很好地反映氢蚀程度,论证了用背散法检测氢蚀程度的可能性.     

铸型面特性对铸件表面粗糙度的影响

通过对ZL114A熔体在不同特性涂层表面的润湿角和对应铸件表面粗糙度的测量,利用润湿性模型分析了涂层中骨料材料自由能和粒度对铸件表面粗糙度的影响。结果表明,涂层表面材料自由能越低,铝合金熔体在涂层表面上润湿性越差,铸件表面粗糙度(Ra)值越低。铝合金熔体与表面自由能低的滑石粉涂层之间的润湿性随滑石粉粒度的逐渐减小呈先减小后增大的趋势,对应铸件试样表面粗糙度呈先减小后增大趋势。滑石粉粒度为43μm时,涂层和铝合金熔体间润湿角达到155°,铸件表面粗糙度(Ra)值为0.5847μm。     

Three-dimensional Monte-Carlo computer simulation of grain growth in electro-plated pure Ni

A Monte-Carlo computer simulation code was developed to study grain growth characteristics during thin film deposition. The simulation algorithm was based on the minimization of the sum of the anisotropic surface energy and grain boundary energy. The average grain size and the surface roughness of the plated layer increased rapidly with the thickness of deposition, but the rate of the increase diminished with large thickness. In the simulation, it was found that the surface energy term dominated over the grain boundary energy term and consequently a strong {111} fiber texture was predicted. To verify the results of the computer simulation, an experiment was conducted to electro-deposit pure Ni on a Cu substrate. The thickness dependence of the microstructure, particularly roughness and grain size, was consistent with the prediction by the simulation. The roughness increased with thickness in the initial period but became saturated in the later period. Increasing the current density during electro-plating or increasing the deposition rate in the computer simulation randomized the texture and refined the grain size, which was attributed to insufficient diffusion at the specimen surface. In the experiment a pronounced {100} texture was found due to hydrogen adsorption. Minimization of hydrogen adsorption by strong agitation or by addition of boric acid decreased the intensity of the {100} texture substantially, confirming the rationale based on the hydrogen adsorption. This article is based on a presentation made in the 2003 Korea-Japan symposium on the “Current Issues on Phase Transformations”, held at Marriott Hotel, Busan, Korea, November 21, 2003, which was organized by the Phase Transformation Committee of the Korean Institute of Metals and Materials.     

THE EFFECT OF BORON TREATMENT ON THE HYDROGEN ATTACK BEHAVIOR 0F 1.25Cr-0.5Mo STEELS

1.IntroductionIn0rdert0w0rkwellunderthesevererandsevererserviceenvironments(hightemper-aturehighpressurehydrogenatm0sphere)inthepetr0leumandpetrochemicalindustriesnowadays,thehydr0pr0cessingequipmentisbeingmadelargerandlarger,andmoreandmoreheavywallhydr0pr0cessingequipmentisservicinginthesecircumstances.Thus,thesteelplatesusedt0manufacturethiskind0fequlpmentwillbethickerandthicker.Asweknow,thethickertheplatethep00reritshardenabilityCr-M0steelswerethemostwidelyusedsteelsformanufacturinghydr0pr…     

液态ZL101 Al合金吸氢特性的研究

根据Sieverts定律,研制了检测液态Al合金吸氢量的计算机辅助实验系统,应用该系统实验研究了国际ZL101Al合金液态下的吸氢特性,实验结果表明,融体温度和铝液与水蒸气接触时间是决定铝液吸氢量的关键因素,并且试块上气孔面积率随两因素的增强而急剧增加,实验系统测量循环时间为70s,测量温差小于0．02cm3／100g,可以在生产中用于在线检测。     

含双氧水磨液对铝合金滚磨光整加工的影响

目的探索含双氧水磨液对铝合金试件滚磨光整加工后表面质量的影响及作用机理。方法在相同条件下,配制含不同浓度双氧水的磨液作为液体介质,对铝合金试件进行滚磨光整加工实验及摩擦磨损实验,测量铝合金试件滚磨光整加工前后的表面粗糙度值,并表征铝合金试件滚磨光整加工前后的表面形貌以及摩擦磨损实验后的磨痕形貌。分析摩擦磨损实验后,铝合金试件表面元素的变化情况,以及滚磨光整加工后,铝合金试件硬度随表面深度的变化情况。结果含双氧水磨液作用下的试件的表面粗糙度值下降率大于去离子水条件下的值,且其摩擦系数和磨损量明显小于去离子水及干式摩擦磨损作用下的值。试件表面初始粗糙度值较小时,含双氧水磨液对滚磨光整加工铝合金试件的作用明显,其中双氧水体积分数为0.3%的磨液作用下Ra从未加工时的0.220μm减小到0.055μm,表面粗糙度值下降率为74%。结论含双氧水的磨液对较低初始表面粗糙度值的铝合金试件经滚磨光整加工后的表面质量具有重要作用。由于磨液对铝合金的吸附、润湿作用,使得其在滚磨光整加工中具有一定的润滑性、清洗性,并且摩擦作用下会使铝合金表面发生一定的摩擦化学反应。磨液中的双氧水加快了铝合金表面的腐蚀氧化反应,并将氧化产物以颗粒的形式拔出表面。滚磨光整加工作用硬化了铝合金表面,提高了其机械性能。     

ZL109铝合金表面离子镀TiN薄膜及耐磨性

采用多弧等离子体辅助物理气相沉积法,在ZL109铝合金表面沉积了TiN薄膜并对其形貌结构及耐磨性进行了研究。结果表明,在温度较低时TiN薄膜在ZL109铝合金表面生长方式为平面生长模式,随着沉积温度的升高及时间的延长,生长方式向岛状生长模式转化;在沉积温度为280℃,时间为1h时,得到的TiN薄膜厚度在2μm以上;ZL109铝合金表面沉积TiN薄膜后耐磨性提高约4倍。     

固体润滑剂WS2对铝合金微弧氧化陶瓷膜摩擦学性能的影响

目的 改善微弧氧化陶瓷膜层的摩擦学性能。方法 采用微弧氧化技术和抛磨技术相结合的方法在ZL109合金表面制备微弧氧化陶瓷和固体润滑剂复合膜层。利用粗糙度仪检测试样表面粗糙度,并在球盘往复式摩擦磨损试验机下检测复合膜层的摩擦学性能。使用扫描电镜（SEM）分析试验前后试样表面微观形貌及对磨钢球磨斑形貌,并利用能谱分析仪（EDS）对试样膜层化学成分进行分析。结果 在抛磨纳米WS2粉体过程中,WS2可有效填充陶瓷膜疏松层上的放电微孔以及经抛光的陶瓷膜层表面残留的微孔缺陷,并极大地降低试样表面粗糙度,进而影响实验前期的摩擦系数及抗粘着时间。试样MAO-W比试样MAO粗糙度降低约34.2%,摩擦系数降低79.2%,抗粘着时间增加900%。试样P-MAO-W比试样P-MAO粗糙度降低约41.3%,摩擦系数降低93.6%,抗粘着时间增加233%。另外,制备的试样可以有效减轻对磨钢球的磨损,并且试样的磨痕宽度及对磨钢球的磨斑直径变化规律与摩擦过程中的摩擦系数变化及粗糙度变化趋势相吻合。结论 在铝合金微弧氧化陶瓷膜层表面抛磨纳米WS2自润滑粉体可有效降低摩擦,延长抗粘着时间并减轻对磨件的磨损。