强流脉冲电子束作用下铝钨合金的表面合金化

将W粉预涂覆在铝基体表面后利用强流脉冲电子束(HCPEB)对其进行合金化处理。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜详细分析了合金层微观结构。并考察了HCPEB合金化后样品表面的力学性能和耐腐蚀性能。实验结果表明:经HCPEB处理后材料表层发生了合金化,合金化层主要由熔化层和固态扩散层构成,厚度达到15μm左右;合金层的相主要为W和(或)Al-W金属间化合物组成;处理后的样品表面硬度得到显著提高。此外,电化学实验结果表明,合金化后表面耐腐蚀性能也得到明显的改善。     

强流脉冲电子束作用下45#钢表面Cr合金化

利用强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理技术在45#钢表层合金化铬元素以获得高性能的合金复合改性层。利用X射线衍射、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计以及电化学分析仪对合金化层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明:经强流脉冲电子束轰击合金化后,45#钢表面形成了厚度范围为4~9μm的合金化改性层,Cr元素在样品表层发生了固溶,并与C元素结合析出颗粒细小弥散的Cr_(23)C_6增强相;此外,处理表面的显微硬度得到了显著提高,同时其耐腐蚀性能也得到改善。     

强流脉冲电子束轰击作用下3Cr13不锈钢的微观结构及性能

利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对3Cr13马氏体不锈钢进行表面辐照处理,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对辐照前后样品的微观结构进行详细的表征,并考查了HCPEB辐照处理后样品表面的力学性能和腐蚀性能。试验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生熔化,形成了深度约为4μm的表面重熔层,重熔层由奥氏体纳米晶和分布于交叉晶界的细小碳化物颗粒组成。处理后样品表面硬度显著提高。此外,电化学试验结果表明HCPEB辐照处理后3Cr13不锈钢表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。过饱和纳米奥氏体重熔层的形成是材料表面综合性能改善的根本原因。     

固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金强流脉冲电子束表面改性

利用强流脉冲电子束(HCPEB)对固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金进行表面辐照处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对辐照前后样品的微观结构进行表征,并考察了HCPEB辐照处理后样品表面的显微硬度和腐蚀性能。实验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生重熔并形成表面熔坑,随着脉冲次数的增加,熔坑密度逐渐减小;HCPEB处理后样品表面显微硬度显著提高。此外,电化学实验结果表明HCPEB表面处理后Mg-Gd-Y-Nd合金表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。表层晶粒细化、重熔层的形成和稀土元素的固溶强化效应是硬度提高和腐蚀性能改善的主要原因。     

球墨铸铁轧辊的光纤激光合金化性能

为了提高球墨铸铁轧辊的使用性能,采用光纤激光合金化系统对轧辊表面的预置合金层进行激光扫描,在球墨铸铁轧辊表面形成了冶金结合的合金化层.在最佳工艺参数条件下,分析了合金化层的耐磨性能、维氏硬度、冷热疲劳性能和显微组织.结果表明,合金化后的球墨铸铁轧辊的耐磨性能约为基体的3倍,维氏硬度也得到了明显提高,冷热疲劳性能基本相同.合金化层由亚共晶组织构成,亚共晶组织初晶相由马氏体(M)、未分解WC硬质相及共晶组织构成,共晶组织由马氏体(M)与复杂碳化物(WC、Co6W6C和Fe3C)构成.合金化层深度约为0.4 mm且组织细小.     

TC4合金表面TiN陶瓷激光熔覆层的组织和耐磨性能

为提高TC4合金的耐磨性能，采用连续波CO2激光在其表面熔覆TiN陶瓷涂层，分析了熔覆层的微观组织结构，对熔覆层的硬度和磨损性能进行了测试．结果表明，TiN激光熔覆层分为两个亚层，表层为TiN熔凝层，由TiN棒状树枝晶组成，底层为TiN和钛合金混凝层，由TiN棒状树枝晶、TiN颗粒和钛合金马氏体组成；TiN激光熔覆层的显微硬度在500—900HV之间，明显地改善了TC4合金的磨损性能．     

强流脉冲电子束诱发的Cu-C扩散合金化

采用真空烧结技术制备了w(C)=6%的Cu-C(其中C为片状石墨)块状复合材料,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对样品进行表面辐照处理,辐照次数分别为1、5、20和40。利用X-ray衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)详细分析了辐照样品的相组成和微观结构,并考查了经HCPEB辐照处理后样品表面的摩擦磨损性能。XRD结果表明:经HCPEB辐照后,衍射峰向高角度偏移,Cu-C间发生固溶,部分C原子与Cu原子形成间隙固溶体,理论计算结果显示最大固溶度达到2.24%。微结构分析结果表明:辐照表面形成高密度的Cu、C纳米晶粒,并在基体Cu中诱发了高密度晶体缺陷,这些结构为C原子的扩散提供了大量的扩散通道。此外,经HCPEB技术处理后材料表面的摩擦磨损性能得到了明显改善。     

马氏体不锈钢等离子堆焊铁基合金组织及磨损性能

为了研究马氏体不锈钢的表面性能,采用等离子堆焊技术在Z5CND16-04不锈钢表面制备铁基合金堆焊层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销盘磨损实验机等检测设备,对堆焊层的组织结构、成分、硬度和磨损性能进行了研究.结果表明,铁基合金堆焊层主要由α-Fe、(Fe,Cr,Mo)7C3和(Fe,Cr,Mo)23C6相组成,添加稀土元素后相组成无明显变化.铁基合金堆焊层的硬度和耐磨性均明显高于马氏体不锈钢基材.添加适量的CeO2后,明显细化了堆焊层的显微组织.     

TC4钛合金冷却过程中组织变化分析

采用金相显微镜、扫描电镜和HV-50A维氏硬度分析仪研究了TC4钛合金自β相区冷却过程中相组成及微观组织变化。结果表明,TC4钛合金冷却过程中发生β→α相变。冷却速率越小,形成α相片层越厚。TC4钛合金经1 000℃固溶后,冷却到850~800℃水冷时,析出α相均匀细小,试样硬度出现峰值。随着冷却温度继续降低,试样硬度开始下降。TC4钛合金固溶后在冷却过程中的硬度变化,很可能还与Ti2AlV(O)相和Ti2AlV相的析出、长大有关。     

强流脉冲电子束作用下纯铜的微观结构与腐蚀性能

为考察辐照对纯铜材料的影响,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对多晶纯铜进行表面辐照处理,详细考察了辐照前后材料表面的微观结构状态和腐蚀性能。海水腐蚀极化曲线及电极化阻抗谱实验结果表明:十次强流脉冲电子束辐照后,纯铜的抗腐蚀性能显著提高。透射电子显微镜观察表明,HCPEB辐照在材料表层诱发了大量的过饱和空位缺陷,空位缺陷的凝聚可形成空位型位错圈和堆垛层错四面体(SFT)等空位簇缺陷。空位簇缺陷有助于形成厚而致密的表面钝化膜,钝化膜具有阻挡腐蚀性阴离子的能力,从而提高材料的抗腐蚀性能。     

H3Cr5WMoV埋弧堆焊合金层的组织与性能

利用自动埋孤焊在Q235钢基材表面得到H3Cr5WMoV合金堆焊层，并对合金堆焊层进行了回火处理。比较研究了堆焊层在焊态和回火态的组织、硬度、耐磨性及抗热疲劳性能。结果表明，堆焊层组织为板条马氏体加残余奥氏体。回火态堆焊层的硬度和耐磨性同于焊态堆焊层，回火态堆焊层的抗热疲劳性能也好于焊态堆焊层。     

铜合金内硼化的研究

研究了Cu-Ni、Cu-Fe二元合金，Cu-Fe-Ni三元合金的内硼化，将成分分别为Fe3%Cu97%、Ni5%Cu95%、Fe3%Ni5%Cu92%、Fe1%Ni5%Cu94%4种铜合金在不同的温度和保温时间下进行内硼化处理，然后利用扫描电子显微镜观察形貌；并进行层深测量与显微硬度测试，结果表明，经内硼化处理后，三种合金的渗层硬度均明显高于基体硬度，硬度的最高值不在最表层而是在次表层；成分不同的合金经相同条件处理后，其组织形态与性能有明显区别；三种合金中Cu-Fe合金的内硼化效果较好。     

磨削、研磨、喷丸处理对马氏体不锈钢疲劳强度的影响

通过对马氏体不锈钢(2Cr13)试片热处理强化处理后，分别进行了磨削后研磨加工、喷丸处理，以探讨表层硬度、表层残余应力及表面粗糙度等因素对疲劳强度的影响。实验表明，减少表面粗糙度Ra值，增加表层残余应力是提高2Cr13不锈钢使用寿命的有效方法。     

3Cr13厨刀表面激光熔覆处理的组织性能研究

针对目前3Cr13厨刀强度低、耐磨性差，用表面激光熔覆处理的方法改善厨刀的性能。试验结果表明：3Cr13厨刀经表面激光熔覆处理后，处理表层表面光滑，结合良好；其处理层表面硬度达到1000HV以上，耐磨性比未处理试样提高2.5倍；在处理层与基体之间存在一个回火区，有利于保持刃口的韧性。     

3Cr13厨刀表面激光熔覆处理的组织性能研究

针对目前 3Cr13厨刀强度低、耐磨性差 ,用表面激光熔覆处理的方法改善厨刀的性能。试验结果表明 :3Cr13厨刀经表面激光熔覆处理后 ,处理表层表面光滑 ,结合良好 ;其处理层表面硬度达到10 0 0HV以上 ,耐磨性比未处理试样提高 2 5倍 ;在处理层与基体之间存在一个回火区 ,有利于保持刃口的韧性。     

稀土元素对碳氮共渗组织和性能的影响

本文研究了稀土对气体碳氮共渗动力学过程、渗层成分和组织结构、渗层性能的响。通过优化选择了合适的稀土种类，加入量和工艺参数。结果表明，稀土具有明显的催渗作用，与不加稀土相比，可使渗速提高３０％；表层中碳、氮含量增加，碳化物的数量增加、颗粒变得细小、弥散且向内延伸分布。马氏体和残余奥氏体细化；渗层硬度提高，显微硬度分布趋于合理；在高负荷下渗层的耐磨性提高约３０％，经该技术处理的饲料压模的寿命大幅度提高。电子能谱分析和物相分析表明，稀土元素渗入渗层并形成稀土化合物相，起到微合金化作用。     

真空消失模法制备高锰钢表面耐磨材料的研究

为了提高高锰钢表面初始硬度,采用真空消失模铸造工艺(V-EPC)对高锰钢表面合金化进行了研究,分析了合金铸渗层的组织和性能.结果表明,合金铸渗层由表及里分为3个区域,即烧结区、过渡区和熔合区,其与基体呈冶金结合.该材料表面合金层具有良好抗磨性能.     

强流脉冲电子束对3Cr2W8V微摩擦磨损性能的影响

分别制备了常规热处理、强流脉冲电子束直接处理和强流脉冲电子束合金化Al处理的3Cr2W8V模具钢试样,使用金相显微镜、表面粗糙度测试仪,硬度测试仪对处理层的显微结构、表面粗糙度及截面硬度进行分析,采用HSR-2M微摩擦磨损试验机对处理层摩擦磨损性能进行测试。结果表明:试样原始表面粗糙度的大小对处理后粗糙度的影响较大;电子束处理后截面硬度均有所提高,其中3Cr2W8V电子束合金化Al的峰值硬度相对于原始样品升高了10%,而3Cr2W8V电子束直接照射样品的峰值硬度相对于原始样品升高了24%～33%;经电子束照射后的试样在微摩擦实验中摩擦系数均出现突然增大现象,增大后的摩擦系数与原始样品相当。3Cr2W8V电子束合金化Al样品、3Cr2W8V电子束直接照射样品的磨损量相对于原始样品分别下降22.7%、72.7%。     

含有(Ti,Ta)C的梯度硬质合金的组织与性能分析

梯度硬质合金结合了高硬度与高韧性的优异特性,成为近年来该领域的研究热点。对经渗碳处理的添加有(Ti,Ta)C的梯度硬质合金进行了详细分析。采用金相显微镜、X-射线光电子能谱仪和维氏硬度计沿合金梯度方向分别对其内部微观结构、元素含量分布及硬度进行了检测分析。结果表明:梯度硬质合金表层形成大量固溶体相,并呈团簇状分布;梯度方向Co相迁移现象不明显,富Co层接近合金表面;合金沿梯度方向的硬度变化与不含添加剂的WC-Co梯度硬质合金有所不同。     

工具钢激光强化层特性

本文研究了功率密度为(1—1.4)×10~4W/Cm~2激光束对几种常用工具钢T10A、9CrSi、GCr15、CrWMn、W18Cr 4V进行扫描后,表面强化层组织、硬度分布。结果表明激光处理表层硬度比普通淬火高,硬度梯度大,硬度沿温度场等效分布。强化层组织一般由2—4层组成,碳化物由表面向内逐渐增多。当扫描速度较小时,表层出现熔变硬化的组织。