高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2粉芯丝材的研制与性能研究

介绍了Fe -Al/Cr3 C2 粉芯丝材的研制过程 ,采用高速电弧喷涂技术 (HVAS) ,用Fe -Al/Cr3 C2 粉芯丝材原位合成了铁铝金属间化合物涂层 ;阐明了粉芯丝材在高速电弧喷涂技术应用中的优点 ;探讨了添加增强相Cr3 C2 对涂层氧化层的影响 ;研究了高速电弧喷涂铁铝金属间化合物涂层的性能。结果表明 ,用Fe -Al/Cr3 C2 粉芯丝材得到的高速电弧喷涂涂层具有较高的结合强度和显微硬度 ,良好的耐高温冲蚀、耐磨损性能。     

TiB2增强Co基金属陶瓷粉末与涂层组织结构研究

采用机械球磨方式TiB2增强Co基金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体表面沉积TiB2-40Co金属陶瓷涂层,研究不同球磨时间粉末颗粒的组织结构,利用XRD分析粉末与涂层的物相,研究TiB2-40Co金属陶瓷涂层组织结构。结果表明:TiB2陶瓷硬质相与Co黏结相之间结合良好,且随着球磨时间的延长,Co黏结相塑变明显;涂层组织致密,涂层的主要物相与粉末相同,主要为TiB2和Co两相;经120 h熔融铝硅腐蚀后,TiB2-40Co涂层具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能。     

三束结合沉积NiCoCrAlY-ZrO_2·Y_2O_3涂层的高温氧化

不同工艺规范的离子束、电子束,原子束结合沉积NiCoCrAlYZrO_2·Y_2O_3热障复合涂层试样进行了1000℃ 300小时等温氧化及金相、电子探针、XRD分析。结果表明,沉积的涂膜具有优良的抗氧化性能,基体缺陷导致涂膜局部剥落是本试样涂层高温氧化失效的原因。     

钴基合金激光熔覆组织及其耐磨耐蚀性研究

利用CO2 激光器在Q235低碳钢基体表面熔覆Co基合金,并利用电子显微镜技术观察和分析了激光熔覆层的显微组织特征.耐磨性、抗擦伤性和耐腐蚀性等性能实验表明,与等离子喷涂层相比,激光熔覆层具有较好的抗擦伤性能和耐腐蚀性能.     

CrB颗粒增强MMC涂层的组织及其耐磨机理

用超音速电弧喷涂方法制备CrB颗粒增强的MMC涂层,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)分析方法,对涂层的微观组织及微区成分进行分析;在实际循环流化床锅炉水冷壁上进行现场试验以检测涂层的耐高温冲蚀磨损性能,对涂层冲蚀表面的微观形貌进行分析,研究涂层的耐磨机理。结果表明:涂层具有复合材料的典型层状组织特征,金属基体在涂层中连续分布;增强颗粒主要为Cr的硼化物和Cr的氧化物。硬质相颗粒均匀弥散分布在涂层中,起到强化作用,并可阻挡冲蚀划痕的扩展,减缓了涂层金属基体受磨损的进程;塑、韧性较好的金属基体可缓冲冲蚀粒子对硬质相颗粒的冲击,使涂层具有优良的耐冲蚀磨损性能。     

钼合金表面MoSi_2-ZrB_2涂层的抗氧化性能

采用料浆烧结法在钼合金表面制备Mo Si2-Zr B2高温抗氧化涂层,并进行1 670℃静态氧化试验,利用电子探针显微分析仪(EPMA)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X线衍射仪(XRD)等对涂层氧化前后的形貌与组织结构进行观察和研究,同时分析了涂层高温防护机制及失效机制。结果表明:涂层为复合多相结构,在高温氧化环境下,涂层表面会形成熔融态的非晶玻璃膜,可有效阻碍氧气向试样内部的进一步扩散,从而提高材料的抗氧化性能;通过静态抗氧化实验证实涂层具有良好的抗氧化性能,在1 670℃下静态抗氧化寿命可达12 h;涂层失效主要包括纵向裂纹萌生贯通至基体和横向裂纹扩展与基体剥离两种失效方式。     

Fe掺杂对Ag-SnO2电接触涂层组织和性能的影响

利用等离子喷涂技术在Cu基体表面制备Ag-SnO_2和Ag-(SnFe)O_2两种涂层材料,测试两种涂层的硬度、电阻率等物理性能,并对涂层样品进行电性能试验,测量涂层的电弧烧蚀速率,进一步通过扫描电镜对涂层样品电弧烧蚀前后的形貌进行观察和分析。结果表明,与无掺杂的Ag-SnO_2涂层相比,Ag-(SnFe)O_2涂层组织更加均匀致密,电弧寿命长而电弧截流值低,电弧烧蚀速率低,涂层表面发生的局部熔化和液态Ag集中喷溅的现象明显减轻。     

基于正交试验法的超音速等离子喷涂钼涂层组织及性能研究

为了探索电磁轨道炮轨道材料45CrNiMoVA钢表面耐磨强化的可能,运用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了钼涂层,结合正交试验法对喷涂参数进行了优化,研究了喷涂参数对涂层性能的影响规律、综合性能最佳时涂层的组织和性能。结果表明：喷涂电压115 V、喷涂电流380 A、氩气流量130 L/min、喷涂距离100 mm时涂层具有最佳综合性能,其导电率为6.01% IACS,表观孔隙率低至0.12%,显微硬度及内聚强度分别高达482.3HV_0.1和52.1 MPa;涂层在轻载荷低频率（5 N、5 Hz）下的磨损率略低于基体,但在重载荷高频率（20 N、20 Hz）下的磨损率仅为基体50%左右,表现出良好的耐磨性能,其磨损机理均为粘着磨损和氧化磨损。     

冷喷涂铝涂层及其耐磨性能研究

利用冷喷涂工艺在镁合金表面喷涂纯铝涂层,结合SEM分析粉末的微观形貌及涂层的显微组织,用图像分析软件Ipp6对涂层气孔率进行测定,用拉伸试验测定镁合金基体与涂层的结合强度,通过摩擦试验研究涂层的摩擦磨损性能并对其磨损机理进行分析。结果表明:涂层厚度均匀、组织较致密;平均粒径较小的粉末形成的涂层硬度较高,体积磨损量较低,耐磨性能较好。     

铝基贮氢复合燃烧剂在水下炸药中的应用

采用嵌合组装的方式制备了含15%硼和15%金属氢化物MgH₂的铝基贮氢复合燃烧剂Q3,Q3粉体为类球形,具有较高的理论热值34.8 MJ·kg^-1。在空气气氛下采用热重分析方法测试了球铝与Q3粉体的氧化性能,结果表明,Q3起始氧化温度为430 ℃,比球铝降低了约100 ℃;1000 ℃时,Q3氧化增重量60%,明显优于铝粉的增重量（23%）,显示Q3具有点火性能较好和完全氧化程度较高的特点。对金属粉含量为35%的RDX基炸药开展水下爆炸试验测试,铝基贮氢复合燃烧剂Q3等质量替代铝粉,同比含铝炸药水下爆炸比冲击波能降低3.0%,比气泡能提高9.5%,爆炸总能量提高7.6%。铝基贮氢复合燃烧剂Q3中金属氢化物和铝组分有利于提高硼组分的释能效率和释能速率,提高了炸药水下爆炸总能量。     

无机熔盐镀铝层的制备与性能研究

利用AlCl3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系在Q235低碳钢基体上进行了镀铝试验,并就不同电镀工艺对铝镀层表面 形貌、厚度、结构、结合力及耐蚀性能等进行了研究。结果表明,AlCl3-NaCl-KCl无机熔盐体系镀铝层为银白色,并呈现均 匀、细小的针片状生长特征。铝镀层的厚度随电流密度和电镀时间的增加而增大;在低电流密度下,铝镀层主要由(200)面 结构组成;在高电流密度下,铝镀层易形成(111)面的结构。铝镀层与碳钢基体问的结合力随镀层厚度的增加而减少,但均 大于30 N。在3．5％NaCl的水溶液中,铝镀层具有较好的耐蚀性能。铝镀层的最佳工艺为电流密度3．3-4．0 A/dm2,电镀时间 45-90 min。     

典型泡沫铝夹芯材料的枪弹侵彻仿真与实验

为考察枪弹打击下三明治型泡沫铝夹芯材料的防护性能,采用仿真分析与实弹打击试验相结合的方法,研究7.62 mm枪弹对不同面板配置泡沫铝夹芯材料的打击效果.结果表明:增加泡沫铝芯层后,金属层合材料的抗侵彻性能有大幅提升;入射、出射面板总厚度一致情况下,增大入射面板厚度能改善材料整体抗侵彻能力;入射和出射面板为Q235钢且芯层为均质泡沫铝时,在面板总厚度8 mm、芯层厚50 mm的结构配置下能够有效防护以735 m/s速度入射的7.62 mm步枪弹.该研究可为泡沫铝夹芯材料在军用装备抗弹防护中的应用提供参考.     

FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层性能研究

利用钨极气体保护焊的方法,在Q235基片上成功制备了FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层。XRD结果显示,该涂层形成了简单的FCC结构。室温条件下该涂层的显微硬度达到了435HV0.5,经过850℃退火,涂层的硬度几乎没有变化,表现出良好的高温稳定性。FeCoNiCuCrMn涂层的磨损体积和摩擦系数优于S50C钢。     

Al对热化学反应Al2O3基陶瓷涂层性能的影响

采用热化学反应法,以Al2O3、SiO2及ZnO为主要原料,并添加金属铝粉末,在Q235钢上制备Al2O3基陶瓷涂层,研究Al添加量对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的物相组成、表面形貌和磨损形貌进行分析,并对涂层热震性、致密性、耐磨性及耐蚀性进行测试。结果表明,经600℃固化后,涂层中有MgAl2O4、AlPO4、MgO.SiO2等新相产生。当Al添加量为9%时,涂层的抗热震性能和致密性最好,热震次数可达50次以上。当Al含量为3%时,涂层表现出最为优异的耐磨损性能,耐磨性比基体大为提高。在酸、碱、盐溶液中,涂层的耐蚀性比基体大为提高,并且当Al添加量分别为9%、1%、3%时的涂层表现最佳。     

固相反应型SiO_2基陶瓷涂层耐磨性研究

为了改善Q235钢的耐磨性能,实验以SiO2和Al为主要骨料,运用固相反应法制备性能优异的SiO2基陶瓷涂层。运用DSC、XRD和SEM对涂层进行分析,并进行耐磨性测试,其磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高2.23和3.6倍。     

铝合金表面陶瓷化及绝缘性能研究

采用直流脉冲微弧氧化工艺,在6063铝合金表面制备氧化陶瓷膜,讨论不同工艺条件下陶瓷膜的绝缘电阻和击穿电压。在择优选出Na2SiO3系电解液配方情况下,研究占空比、频率等放电参数及处理时间变化对陶瓷膜绝缘性能影响的规律。结果表明：膜层厚度随着氧化时间（5~45 min）的增加而增厚,但临界点后有所下降;膜层电绝缘性能随占空比（5%~30%）的增大先扬后抑,也存在临界点;膜层电绝缘性能随频率（0.1~1 kHz）的增加而变好。优化的电参数组合是提高陶瓷膜性能的关键之一。     

低碳钢等离子表面冶金Mo-Cr合金层的研究

通过双层辉光离子渗金属技术方法的处理,使Q235钢表面含有Mo、Cr、C合金元素,成分达到或接近冶金高速钢。该工艺技术的基本原理是在真空容器中,利用辉光放电的溅射现象,首先在Q235钢表面渗入合金元素Mo、Cr,表面质量分数分别达到20%和10%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面碳的质量分数达到2.0%以上。结果表明,经深冷处理的试样表面硬度达到1600HV0.25,明显高于未经过深冷处理工艺的合金层表面硬度1300HV0.25。摩擦磨损实验发现,未渗金属渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+2h深冷处理+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+16h深冷处理+低温回火试样的摩擦因数依次降低;相对耐磨性依次上升。     

微合金化对不锈钢传感器性能的影响分析

通过添加微量合金元素钼(Mo)、钒(V)对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢传感器进行微合金化处理,以研究单一的Mo、V以及复合添加Mo和V的微合金化对不锈钢微观组织、抗拉强度、抗高温氧化性和零点稳定性的影响。结果表明:微量的Mo或V的添加,尤其是复合添加Mo和V,有利于改善0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢传感器的抗拉强度、抗高温氧化性和零点稳定性,并提高了贝氏体转变温度。