NiAl-7.5Cr-2.5Ta-5Co合金的室温摩擦磨损性能

采用往复摩擦磨损试验方法,研究了不同接触变形状态和摩擦热效应下Ni Al-7.5Cr-2.5Ta-5Co合金的磨损性能与机理。结果表明:弹性接触状态下,变形区域的弹性应力松弛所引起的微小移动可破坏形成的金属结点,其摩擦系数较低;塑性接触状态下,合金磨损表面发生粘着-剪切特征,其摩擦系数较高;随着摩擦热效应的增强,合金摩擦表面自生成的Ni和Co的氧化物膜增多,降低了合金的摩擦系数,当P m·V值大于865 350(N/s·mm)时,合金的摩擦系数小于0.3,表现出良好的自润滑特性。     

不同温度下NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B合金组织及摩擦性能研究

以NiAl-2.5Ta-7.5Cr-1B合金为研究对象,分析了合金在不同温度下的摩擦磨损性能。通过对试样在不同温度下摩擦系数、磨损体积损失、腐蚀产物微观组织形貌及成分的表征,揭示了不同温度对NiAl合金的磨损性能影响规律。结果表明,随着温度升高,合金表面形成陶瓷润滑膜,合金的耐磨性提高。     

Y_2O_3对机械合金化Fe-20Cr-2.5Al合金电化学腐蚀行为的影响

采用机械合金化方法制备Fe-20Cr-2.5Al,Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y_2O_3和Fe-20Cr-2.5Al-3Y_2O_3合金试样,并利用电化学方法以及化学浸泡法,结合XRD、TEM等表面分析技术,研究了不同Y_2O_3含量对MA Fe-20Cr-2.5Al合金在质量分数为3.5%Na Cl溶液、6%Fe Cl_3溶液以及0.05 mol/L H_2SO_4+0.25 mol/L Na_2SO_4水溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明:添加Y_2O_3的MA Fe-20Cr-2.5Al合金的电化学腐蚀性能优于未添加Y_2O_3的MA Fe-20Cr-2.5Al合金,MA Fe-20Cr-2.5Al,MA Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y_2O_3及MA Fe-20Cr-2.5Al-3Y_2O_3试样腐蚀失重依次降低。稀土Y_2O_3的添加是耐蚀性能提高的主要原因。     

TiAlSiN涂层对γ-TiAl基合金抗高温氧化性能的影响

采用多弧离子镀的方法在两种γ-TiAl基合金(Ti-46Al-2.5V-1Cr-0.3Ni和Ti-48Al-2Cr-2Nb,原子分数)表面制备了TiAlSiN涂层,研究了样品在800℃下空气中的循环氧化行为。在800℃循环氧化300 h后,γ-TiAl基合金表面都形成了TiO_2和Al_2O_3混合氧化物膜,氧化膜分层;Ti-46Al-2.5V-1Cr-0.3Ni合金表面氧化膜较厚且剥落严重,而Ti-48Al-2Cr-2Nb合金氧化膜较薄,只发生了轻微剥落。表面施加Al、Si含量不同的TiAlSiN涂层显著降低了TiAl基合金的氧化速率,涂层表面氧化膜主要由TiO_2和α-Al_2O_3组成。Ti_(0.5)Al_(0.4)Si_(0.1)N和Ti_(0.5)Al_(0.45)Si_(0.05)N两种涂层样品表面氧化膜薄而致密,涂层未发生明显退化;Ti_(0.6)Al_(0.3)Si_(0.1)N涂层样品表面氧化膜相对较厚。Al含量较高的Ti_(0.5)Al_(0.4)Si_(0.1)N和Ti_(0.5)Al_(0.45)Si_(0.05)N涂层抗氧化性能优于Al含量较低的Ti_(0.6)Al_(0.3)Si_(0.1)N涂层的。TiAlSiN涂层与TiAl基合金之间只发生了轻微互扩散。     

TIG堆焊Co-9Al-7.5W合金堆焊层的显微组织和耐磨性能

Co-Al-W合金是由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金。为了研究Co-Al-W合金在不锈钢基体上TIG堆焊性能及堆焊层合金的耐磨性能,运用TIG方法在304不锈钢基体上堆焊Co-9Al-7.5W合金,用THT07 135型高温摩擦磨损试验机、SEM等方法研究了堆焊层Co-9Al-7.5W合金与SiN圆环配磨的摩擦因数,并与相同条件下钴基Stellite 6合金的摩擦磨损性能进行了比较。结果表明:TIG堆焊Co-9Al-7.5W合金的最佳工艺参数为堆焊电流100 A,堆焊电压12 V,热输入功率10.3 kJ/cm。此时,堆焊层7.5W合金表面的硬度高达HRC53.1。堆焊层7.5W合金的磨损质量损失随摩擦时间的增加而增大,平均摩擦因数为0.471,而相同条件下,Stellite 6合金的摩擦因数为0.531,故堆焊层7.5W合金的耐磨性能较好。堆焊层7.5W合金主要发生氧化磨损和磨粒磨损,但Stellite 6合金主要发生剥层磨损和磨粒磨损。     

大功率参数下20CrMnTi基体激光熔覆Ni、Co基合金的熔覆层性能

采用Ni、Co基合金粉末对齿轮钢20Cr Mn Ti进行激光熔覆,对比研究两种合金粉末在大功率激光参数下熔覆层的质量、显微组织、显微硬度以及摩擦磨损性能。结果表明:Ni基材料在表面质量、显微硬度和耐磨性方面均比Co基材料优异。对于机械零件的再制造工艺,通过优化工艺参数制备的Ni基熔覆层可替代Co基材料。     

准晶增强Al-11%Mg复合材料的组织和性能

以Al-11％Mg合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌的方法制各了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料。采用扫描电镜和能谱分析研究了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料的微观组织和成分,并测试了其拉伸性能和硬度。试验结果表明：Al72Ni12Co16颗粒在加入到Al-11％Mg基体中后发生破碎和钝化,颗粒沿晶界处均匀分布。由于原子间的相互扩散,颗粒由Al72Ni12Co16转变为AlgCo2（Ni）,同时在凝固过程中伴随有Al3Ni相析出。加入15％Al72Ni12Co16颗粒后,Al-11％Mg合金的抗拉强度σb、弹性模量E和维氏硬度HV分别提高了38．5％、27．1％和58．7％,但伸长率降低。     

Al替代Mg对La2MgNi7.5Al1.5贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1,0.3,0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,少量的Al替代Mg(x=0.1)不改变La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成,合金仍然由LaNi3相和αLa2Ni7相组成,然而La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5合金中LaNi3相的丰度明显下降,αLa2Ni7相的丰度则增加,较多的Al替代Mg改变了La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成并导致合金中LaNi3相消失,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的变化对合金中不同相晶胞参数的影响不相同.此外,少量的Al替代Mg(x=0.1)几乎不降低La2MgNi7.5Co1.5合金的贮氢容量和最大电化学放电容量,但随La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的增加,合金的贮氢容量、最大电化学放电容量和活化性能不断下降,Al替代Mg能明显提高La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性,对提高该合金电极的高倍率放电性能也是有利的.     

合金元素Hf,Sn,Ta,Zr,Dy和Ho对Nb-Nb_5Si_3合金组织和力学性能的影响

综合评述了作者几年来先后完成的Hf含量对Ni-16Si,Hf和Sn对Ni-20Ti-5Cr-3Al-18Si,Zr含量对Ni-22Ti-16Si,Ta含量对Nb-22Ti-16Si-7Cr-3Al和稀土元素Dy和Ho对Ni-23Ti-10Ta-2Cr-18Si和Ni-22Ti-16Si-7Cr-3Al-3Ta-2Hf等合金组织结构和力学性能影响的研究工作.合金元素Hf,Zr,Sn+Hf,Ta,Dy和Ho加入Nb-Si二元系或多元系合金,明显提高其室温和高温屈服强度和塑性以及断裂韧性.强度的提高与合金元素的固溶强化有关,塑性、韧性的改善与组织的细化和超过临界尺寸的固溶体(Nb,Ti)ss颗粒增多等因素有关.     

Effect of Y Addition on Microstructure and Mechanical Properties of TiAl-based Alloys Prepared by SPS

采用双步机械球磨和放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备 Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)和 Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta-0.225Y(at%)2 种 TiAl 基合金(简称 TA 合金和 TAY 合金),并研究稀土元素 Y 对 TiAl 基合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,通过双步机械球磨后的粉末形状比较规则,颗粒尺寸范围在 20~40 μm之间。经过 SPS 烧结的 TiAl 基合金块体主要由 TiAl相和 Ti3Al 相组成,还有少量的 Ti2Al 相和 TiB2相。SPS 烧结的 TA 合金块体试样等轴晶粒的尺寸在 100~400 nm 之间,合金的室温压缩强度为 2614 MPa,压缩率为 20.57%;而对于加入了稀土元素 Y 的 TAY 合金而言,等轴晶粒尺寸明显减小,合金的室温压缩强度为 2677 MPa,压缩率为 22.91%,跟 TA 合金相比力学性能有所改善。显微硬度的测试结果表明,SPS 烧结的 TA 合金的显微硬度要明显高于 TAY 合金。通过对压缩断口进行观察发现,SPS 烧结的 2 种 TiAl 基合金均为沿晶断裂。     

Ni-xCr-6.8Al基合金热腐蚀行为

研究铸态和预氧化态Ni-xCr-6.8Al基合金在Na2SO4＋25%NaCl混合盐中873K时的热腐蚀行为。结果表明：NixCr6.8Al基合金的质量损失随着Cr元素含量的增加而减少,预氧化可以明显改善材料的抗热腐蚀性能,并且与Cr含量无关。Ni12Cr6.8Al基和Ni16Cr6.8Al基合金的热腐蚀动力学遵循抛物线规律,Ni-20Cr-6.8Al基合金遵循指数规律,所有的预氧化试样的热腐蚀动力学都符合对数规律。铸态合金热腐蚀的机理可以用酸碱熔融模型解释,而预氧化合金的热腐蚀机理在很大程度上由预氧化过程中形成的氧化层的性质决定。     

Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的磨损特性

利用环块式腐蚀磨损试验机研究了Ti-29Nb-13Ta-4.6Zrβ型医用钛合金的磨损特性,并与传统医用钛合金Ti-6Al-4V进行了比较.研究表明在空气中干磨,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金及Ti-6Al-4V合金的抗磨能力主要取决于合金的硬度及抗拉强度等力学性能;在0.9%NaCl溶液中磨损,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金抗腐蚀磨损能力低于Ti-6Al-4V.Nb含量的提高可以增强Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的抗腐蚀磨损能力.     

Ni对过共晶Al-20Si合金力学性能及摩擦磨损性能的影响

研究在过共晶Al-20Si合金中添加不同质量分数的Ni,并进行复合变质处理和T6热处理,利用金相显微镜观察合金的微观组织形貌,并对合金进行强度和硬度测试。进行干摩擦磨损试验,测量磨损量,研究合金微观组织形貌变化对合金力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着Ni在合金中的含量增加,合金中的初晶硅形貌圆钝、尺寸减小,共晶硅呈颗粒状;合金的硬度和拉伸强度增加,摩擦系数减小,耐磨性能提高;摩擦磨损机制由磨粒磨损和黏着磨损转变为较轻的磨粒磨损和氧化磨损。     

6061Al合金表面激光熔覆Ni基合金的组织及性能

将NiCrBSi合金粉末预涂于6061Al合金表面，采用高功率连续波2kWNd-YAG激光器进行激光表面熔覆处理。试验结果表明，铝合金对于波长1．06gm的激光具有很高的吸收率，选用合适的激光加工工艺参数和Ar气保护，可在铝合金表面获得致密的Ni—Al合金激光表面改性层，熔覆层的组织以Ni-Al金属间化合物为主，改性层的硬度Hv高达9000MPa以上，且与基体呈现良好的冶金结合。在3．5％NaCl水溶液中的阳极极化曲线测定及摩擦磨损试验结果表明，Ni基合金改性层明显改善了6061Al合金的电化学腐蚀及摩擦磨损性能。     

Cr、Ni对Cu50Zr42Al8非晶合金摩擦磨损性能的影响

利用铜模吸铸法制备了直径为3 mm的(Cu50Zr42Al8)99Cr1和(Cu50Zr42Al8)99Ni1大块非晶合金圆棒.在栓-盘摩擦试验机上对其非晶合金的摩擦磨损性能作了测试.结果表明,添加微量Cr以后,其在低速下的摩擦性能得到了改善,并且提高了非晶合金发生严重磨损的滑动速度;添加微量Ni后,同样改善了非晶合金在较低速度时的摩擦磨损性能,但在高速时的性能改善不明显.     

钛合金固态相变的归纳与讨论(Ⅱ)——共析和有序化转变

研究了少量Al替代Mg(x=0.1)对La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5贮氢合金电化学循环稳定性的影响.经过充放电循环后,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1)合金中的LaNi3相和αLa2Ni7相仍然保持PuNi3型结构和Ce2Ni7型结构,没有发生变化,此外,在这2种合金中出现少量新的物相La(OH)3,Mg(OH)2和Ni.LaNi3相和αLa2Ni7相吸氢形成氢化物后也保持PuNi3型结构和Ce2Ni7型结构.La2MgNi7.5Co1.5吸氢后,LaNi3相和αLa2Ni7相晶胞均呈各向异性膨胀,但LaNi3相的各向异性膨胀程度及晶胞体积膨胀率明显大于αLa2Ni7相.相比La2MgNi7.5Co1.5氢化物,Al替代Mg对La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5氢化物中的αLa2Ni7相吸氢体积膨胀的抑制作用很小,但Al替代Mg使该氢化物中LaNi3相的c轴膨胀率和晶胞体积v的膨胀率均明显降低.电化学吸放氢循环后合金的粒径变化及形貌观察表明,La2Mg0.9A10.1Ni7.5Co1.5合金的抗粉化能力优于La2MgNi7.5Co1.5合金,这是Al替代Mg改善La2MgNi7.5Co1.5合金电极电化学循环稳定性的重要原因.     

Al_xFeCrCoNi_(1-x)合金组织结构及摩擦磨损性能研究

研究不同含量Al、Ni的AlxFe Cr Co Ni(1-x)(x=0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)多主元高熵合金的组织结构及其对摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着x的增加,合金的组织结构由单一的fcc相逐渐转变为单一的bcc相,合金的硬度和磨损性能也随之提高。这主要是因为合金的高熵效应抑制了金属间化合物的形成,从而形成简单的固溶体结构。     

激光熔覆Ni-Co基合金复合涂层的组织与耐磨性

借助于光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了1Cr17Mn6Ni5N不锈钢表面激光熔覆Ni/Co基合金复合涂层的组织与干滑动摩擦磨损性能。结果表明:涂层材料由含35%WC的Ni基合金(Ni35WC)和一定量的Co基合金粉混合构成。激光熔覆Ni35WC+30%Co基合金复合涂层硬度比单一的Ni基合金熔覆层的提高50~70 HV;复合涂层的干滑动摩擦磨损速率相比不锈钢基材的下降约51%,相比Ni基合金熔覆层的下降约25%。干滑动摩擦磨损抗力的提高被认为是固溶强化、细晶强化和硬质点化合物产生的弥散硬化共同作用的结果。     

部分TiAl基合金的抗氧化性评价

用年腐蚀深度公式计算了5种TiAl基合金在700℃-1000℃高温条件下设计寿命为1年或半年的腐蚀程度，对其抗氧化进行了评价，并与其它耐热材料作了比较。结果显示，二元TiAl基合金的抗氧化性强于三元TiAl－Cr合金，前者在800℃左右，后者低于800℃；二元TiAl基合金中T -50Al及Ti-52Al的抗氧化性优于Ti-48Al合金，三元TiAl-Cr合金中Ti-48Al-4Cr的抗氧化性优于Ti-48Al-1Cr合金。5种TiAl基合金的抗氧化性均不如Ni基合金及Ni-Al系化合物，但比Ti3Al及常规钛合金好。     

Fe-12Cr-2Al-3Mo合金减振性能的研究

从具体工程应用出发,研究了Fe-12Cr-2Al-3Mo合金的阻尼性能.采用倒扭摆测试仪测试合金丝材的内耗值,用振动测试仪测试合金圆桶构件的减振性能.结果表明,Fe-12Cr-2Al-3Mo合金内耗值明显高于0Cr18Ni9Ti不锈钢;圆桶构件的振动加速度峰值为0Cr18Ni9Ti不锈钢的1/5.利用磁畴结构可以解释Fe-12Cr-2Al-3Mo合金具有高减振性能的原因.