梯度堆焊合金层界面组织特征及性能

在Q235A基体上采用药芯焊丝埋弧焊和自保护明弧焊方式,依次堆焊包含"20Cr2Mn12Ni Mo N韧性过渡层+Cr12W3Mn塑性缓冲层+Cr20Ti Mn Si高铬耐磨层"结构的堆焊合金。借助光学显微镜、扫描电镜、X线衍射仪和显微硬度计等研究堆焊合金层的界面组织特征及性能。结果表明,增加韧性过渡层和塑性缓冲层形成了梯度硬度结构的堆焊合金层,不仅可减小残余应力,而且抑制母材成分的稀释影响,规避网状碳化物和共晶等脆性组织形成。     

二氧化碳堆焊铁基合金组织和性能的研究

为了进一步提高Fe55自熔性合金粉末的性能,利用二氧化碳保护焊在45#钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末以及Fe55与碳化钨、碳化硅的混合粉末。利用XJL-02A金相显微镜对焊缝区的显微组织进行观察对比,采用2500PCX-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,对堆焊层的显微硬度、耐磨性进行测试。结果表明,Fe55+15%W+6%SiC堆焊层与基体实现了冶金结合,堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体,并有W3Cr12Si5、Cr3Si等增强相。显微硬度达913HV,耐磨性较Fe55提高2倍。     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

火炮复拨器拨动子的SHS火焰喷涂Al2O3基陶瓷涂层修复

针对某型火炮复拨器拨动子的磨损失效,研究了采用SHS反应火焰喷涂Al2O3基复相陶瓷涂层技术对表面进行修复的工艺方法,涂层组织结构、成分、界面结合状况以及磨损性能。研究表明,采用该方法修复后的表面涂层主要由Al2O3陶瓷相、Al2Cu3金属间化合物相以及Cu和Cu2O相组成,各相以长条片状相互嵌合平行于基材表面分布,呈典型的层片状喷涂形态;涂层与基体通过Ni-Al底衬相连,基体与底衬形成良好的冶金结合,而底衬与涂层之间既有机械结合,又有冶金结合,结合强度达19.8MPa;涂层耐磨性明显提高,其磨损失量为3.9×10-10g/(kgrmin)。··     

Nb丝增韧TiAl/Ti5Si3基复合材料组织与性能的研究

用真空水冷铜坩埚感应熔炼炉离心浇注工艺和熔模精密铸造技术,制备Nb丝增韧Ti Al/Ti5Si3(Ti-40Al-5Si)基复合材料,对其进行真空退火处理。通过SEM、万能试验机等测试复合材料的显微结构、冲击性能、抗弯性能以及界面层显微硬度的分布情况。结果表明:Nb丝与基体结合良好,复合材料界面层组织为σ相、γ相及T2相,复合材料冲击性能较Ti Al/Ti5Si3基体有较大的提高,抗弯强度较基体下降但Nb丝延缓了其断裂;退火处理后,复合材料界面反应层中合金元素分布更加均匀,显微硬度及冲击性能比铸态时分别增加约7.8%、22.87%。     

有氧烧结Ni60/WC合金涂层的组织和性能

在有氧烧结条件下,在45钢基体上制备Ni60/WC自熔合金涂层。利用XRD、SEM、EDS等对涂层的组织和性能进行分析。结果表明:涂层中主要有γ-(Ni,Fe)、WC、(Cr,Ni)23C6、Co3W3C、Ni2B等相组成,涂层平均显微硬度为918.4HV0.1;在磨粒磨损条件下,磨损率为1.47×10-2 cm3/h;过渡层的显微硬度从918.4HV0.1至220HV0.1呈梯度分布,宽度约为0.30mm。     

Mo(Si,Al)2高温抗氧化涂层的形貌与结构研究

采用料浆烧结法在铌合金C-103基体表面制备Mo(Si0.6,Al0.4)2高温抗氧化涂层,利用SEM、EDS、XRD等仪器分析研究涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到冶金结合,通过扩散形成中间结合层;在高温氧化环境下,Mo(Si0.6,Al0.4)2涂层表面生成致密氧化膜。氧化膜分为两层:外层主要为Al2O3,内层为Al2O3、SiO2、3Al2O3·2SiO2和HfO2相的混合物。     

激光熔覆镍基合金组织及磨损性能研究

利用CO2激光器在45钢基体上熔覆Ni基合金,分析激光熔覆层的微观组织,测试其显微硬度及磨损性能。结果表明,所制得熔覆层组织致密、无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。从熔覆层表层到基体热影响区,组织呈现出由细小的树枝晶→胞状晶、树枝晶→平面晶过渡。激光熔覆层磨损量约为基体的1/3,熔覆层耐磨能力增强的主要原因在于熔覆层与基体良好的冶金结合,以及基体与涂层元素固溶强化和碳化物等析出相的强化作用所致。     

5CrNiMo热浸镀铝激光重熔层组织观察

将5CrNiMo钢在(720±5)℃热浸镀纯铝,对其进行激光重熔。利用金相显微镜及扫描电镜对重熔合金层及结合界面组织进行了观察。结果表明:热浸镀铝层经950℃×6h扩散退火处理后裂纹明显;而激光重熔后获得了致密、无肉眼可见气孔和夹杂等缺陷的重熔层,合金层与基体之间为完全的冶金结合;组织呈完整的树枝晶,结合界面处为粗大的树枝晶,外层逐渐变成细小的枝晶;EDS结果表明重熔层中成分相对均匀,重熔层中的主要相为Fe(Ni、Cr)3Al及Ni3Al。     

添加Ni/C对Ni-Cr合金制备钎焊金刚石工具的影响

为了进一步提高钎焊金刚石工具的使用性能,采用添加3%、5%Ni/C的Ni-Cr合金在保护气氛炉制备钎焊金刚石试样,钎焊温度为1 050℃,保温5 min;利用扫描电镜对钎焊后金刚石形貌和钎焊层组织进行分析,用维氏硬度仪测试钎焊层硬度。结果表明:添加Ni/C的Ni-Cr合金对金刚石具有较好的润湿性,能实现钎焊层对金刚石的高强度连接;碳化物在金刚石表面形核长大,与金刚石具有一定的位向关系;Cr7C3的形貌为空心,钎焊层中形成簇状共晶石墨,都与添加的Ni/C有关;钎焊层中残存有少量Ni/C,钎焊层硬度由820HV0.2降低至700HV0.2,有利于降低金刚石钎焊后热应力和提高磨粒后期出露。     

电刷镀镍基Ni包纳米Al_2O_3粉复合镀层的组织性能

应用电刷镀技术制备了含有 Ni包纳米 Al2 O3粉的镍基复合镀层。采用对纳米粉粒进行裹镍处理解决了粉粒在镀层中共沉积并均匀分布的问题。对该复合镀层的显微硬度进行了测试 ,讨论了裹镍比例对其的影响规律。文中还采用光学显微分析 ( OM)和扫描电子显微镜( SEM)研究了该复合镀层的表面形貌和组织特点 ,在此基础上提出了镍包纳米 Al2 O3粉与镍共沉积的机理。     

1Cr12Ni3MoVN激光改性熔覆的组织与耐磨性

为改善1Cr12Ni3MoVN合金耐磨性能,采用Nd:YAG激光在该合金表面进行了激光熔覆试验。分析了熔覆层微观组织,测试了显微硬度及在大气环境下的干滑动摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层和基体实现了良好的冶金结合,熔覆层组织主要为板条马氏体和残余奥氏体,且较基体得到明显的细化;硬度值由熔覆层(平均452 Hv)到基体区(290 Hv左右)逐渐减小,硬度峰值出现在熔合线附近,达487 Hv。熔覆层的耐磨性能得到明显改善,其磨损失重量约为基体的67%。     

添加MgB2对铝碳耐火材料抗氧化性能的影响

研究以MgB2为添加剂对铝碳质耐火材料抗氧化性能的影响,并探讨其抗氧化机理。结果表明:MgB2先与CO气体反应生成MgO、B2O3和C,生成的MgO与Al2O3反应生成MgAl2O4,B2O3与Al2O3反应生成Al18B4O33,其对铝碳质耐火材料的抗氧化起到至关重要的作用,原因在于MgAl2O4有一定的体积膨胀,使材料更加致密,限制氧气的侵入;Al18B4O33覆盖在基质表面,阻止材料的氧化。     

Ni_3Al自蔓燃烧波柱面传播及其影响

以Ni粉和Al粉为原料用高温自蔓燃合成法制备相对密度为95％～97％的Ni_3Al金属间化合物。当Al粉与Ni粉粒度比D_(Al)/D_(Ni)≥3时,合成可以通过热爆炸或燃烧波的柱面传播两种方式实现。热爆炸方式合成导致试样的强烈的向心收缩;而燃烧波以2～4cm/s的速度柱面传播,并不破坏Ni_3Al致密化过程,试样呈现良好的尺寸稳定性。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3涂层研究

为了改善AZ91D镁合金的表面性能,试验利用3kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面上进行了激光熔覆Al+Al2O3涂层处理。熔覆后使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对熔覆层进行了微观分析,测试了熔覆层的显微硬度及摩擦磨损性能。试验结果表明:熔覆层由Mg,Mg17Al12,Al2O3等相组成,表层微观结构主要是Mg和Al的亚共晶基体及其上弥散的Al2O3颗粒;熔覆层的平均显微硬度最高达到250HV0.05,明显高于基体AZ91D(70～80HV0.05);其磨损性能与基体相比也有了较大提高。     

Al2O3含量对Ti3SiC2/Al2O3复合材料抗氧化性能的影响

以Ti、Si、炭黑为原料,通过引入Al2O3,采用热压法制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的氧化行为。结果表明:添加Al2O3的试样抗氧化性优于纯Ti3SiC2试样,这是因为在1 300℃之前,形成α-Al2O3、TiO2和SiO2的混合层,且α-Al2O3集中到氧化层表面呈连续分布,形成致密氧化层。而在1 300℃之后试样表面则生成Al2TiO5抗氧化层。     

铈对Fe_3Al室温力学性能的改善作用

在二元Ｆｅ３Ａｌ中添加适量的铈（Ｃｅ）可以显著提高合金的室温强度和塑性，尤其是将微量Ｃｅ加入三元Ｆｅ－２８Ａｌ－２Ｃｒ合金时，室温延伸率可达２２．２％。ＸＰＳ研究表明，这是由于Ｃｅ的加入钝化了合金表面的氧化膜，抑制或推迟了Ａｌ和环境水汽的反立。此外Ｃｅ的加入导致了Ｆｅ３Ａｌ基体的晶粒细化和第二相颗粒的析出。