双丝电弧喷涂Ni-Al粉末特征及复合涂层显微结构

采用双丝电弧喷涂在6061-T6铝合金基体上制备Ni-5Al(质量分数,%)为底层,Ni-20Al(质量分数,%)为面层的Ni-Al复合涂层。通过不同雾化气体压力并利用机械手以水方式回收喷涂Ni-Al粉末,利用扫描电镜观察粒子形貌特征,对喷涂过程中的Ni-Al粉末表面和截面形貌进行了分析。采用SEM,EDS,XRD和TEM对涂层的显微结构进行了表征。试验结果表明,双丝电弧喷涂过程中,喷涂熔滴粒子随着雾化压力的增大,尺寸减小,从表面形貌上观察,2种丝材喷涂过程中产生的熔融粒子形态没有明显差别,都是由Al2O3和Ni的Al化物组成。双丝电弧喷涂获得的Ni-Al复合涂层,Ni-5Al(质量分数,%)涂层中的主相是Ni固溶体,还包括少量Ni O,Al2O3和Ni3Al4;Ni-20Al(质量分数,%)涂层中的主要组成相为Ni固溶体、Ni Al和Ni3Al。涂层中存在非晶相和等轴晶,经过电子探针能谱分析,主要由Ni,Al和O等元素构成。     

Al-Zn-Mg-Cu合金中第2相回溶行为的原位加热透射电子显微技术研究

为了精确调控Al-Zn-Mg-Cu合金固溶处理过程中第2相的组成和分布,采用配备有Gatan 652加热样品杆的透射电镜原位研究了Al-Zn-Mg-Cu合金中第2相的回溶行为。结果表明:合金在室温下的显微组织由Al基体、MgZn_2相、Al_2Mg_3Zn_3相和少量的Al_9(Fe,Ni)_2相组成。其中,MgZn_2相随温度升高的演变过程可以分为3个阶段:第1个阶段,在270℃以下,合金中析出纳米尺度的MgZn_2相;第2个阶段,在270~330℃,随着温度的升高,晶内的MgZn_2相逐渐回溶,晶界上的MgZn_2相开始长大;第3个阶段,在330℃以上,晶界上的MgZn_2相逐渐回溶。在实验温度(室温到370℃)内,Al_2Mg_3Zn_3相的尺寸随温度的升高而逐渐增大,Al_9(Fe,Ni)_2相的尺寸比较稳定,没有明显改变。     

Nb在高铝铁素体钢中的固溶析出行为

采用电解相分析方法,结合X射线衍射分析和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对高铝铁素体基体中的析出相颗粒粉末和电解液进行定性定量分析.试验结果表明,试验钢中固态析出相主要为NbC以及少量的Al_2O_3和Al N夹杂.通过扫描电镜观察不同再加热温度下NbC分布状态,发现随着固溶温度的升高,铸态组织中存在的NbC析出逐渐回溶,数量随之减少且发生明显的粗化行为.当温度升高到1100℃,大部分NbC已经回溶到高温铁素体基体中.在利用Thermo-Calc热力学计算软件分析Nb及其碳化物的热力学性质基础上,计算得到Al与Nb的相互作用系数,表明Al能够降低Nb在铁素体基体中的活度,提高其在基体中的固溶度,进一步得到了Nb C在高铝铁素体钢中的固溶度积公式,发展了高温铁素体中的Nb微合金化理论,为进一步的应用提供了理论基础.     

钴基合金-碳化钨涂层组织及强度的研究

真空熔烧钴基合金-碳化钨硬面涂层材料基体的硬度和强度较低,采用正火或调质处理的方法提高基体的硬度和强度.分析热处理对涂层和基体组织与硬度的影响.通过旋转弯曲疲劳试验,比较涂层和未涂层试样在不同热处理后的疲劳强度.试验结果表明,热处理基本未改变涂层的微观组织和相种类,但改变各相的相对含量;正火或调质处理能够提高涂层基体的硬度;涂层试样调质处理后的疲劳强度大于正火处理;在正火处理后,涂层试样的疲劳强度大于未涂层试样;但在调质处理后,当N<3×105时,涂层试样的疲劳强度大于未涂层试样;在N>3×105时,结果则相反.     

半连续铸造7136超高强铝合金的组织特征及均匀化处理工艺

以半连续铸造7136铝合金为研究对象,以铸态组织分析为基础,采用双级均匀化.结果表明:与其他7×××系铝合金相比,7136铝合金铸态组织没有明显的层片状α(Al)+T共晶相的特征,也没有发现S相的存在.基体中的弥散相为微米级的圆形或棒状MgZn2相,Mg元素和Zn元素随着液态合金的凝固,在Al基体中以MgZn_2相的形式析出,为了平衡Mg元素和Zn元素的分配系数,Mg元素和Zn元素从液态向固态迁移,这也是使得晶内Zn元素和Mg元素偏高的原因.经过462℃,24 h单级均匀化,残留相大致消除.随着均匀化时间的延长,残留相有减少的趋势,但作用相对较小.经过450℃,24 h+470℃,24 h双级均匀化,差示扫描量热法获取的峰值非常小,晶间除了少量高熔点Al_7Cu_2Fe相残留,Al_2Cu等其他相已基本消除,均匀化效果显著.     

元素扩散对热障涂层/DZ125合金组织与显微硬度的影响

为研究元素扩散对CoCrAlY涂层与Ni基高温合金DZ125显微组织和显微硬度的影响,采用电子束物理气相沉积法在Ni基高温合金基体上制备了8YSZ/CoCrAlY热障涂层。运用Boltzmann-Matano算法以及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电子探针(electron probe micro-analyzer,EPMA)等方法对氧化前后涂层基体的元素质量浓度分布曲线、相转变及显微硬度进行分析。研究结果表明:在1 050℃热氧化中,Co的互扩散系数在10-16 m2/s量级;元素扩散引起黏结层β-CoAl相退化,且涂层与基体界面处会形成互扩散区(inter-diffusion zone,IDZ)与二次反应区(second reaction zone,SRZ);IDZ的组织主要为富含Al的β相和富含Cr与W的γ相;SRZ中的拓扑密排相(topologically close-packed phase,TCP)削弱了γ'的位错阻碍作用,导致SRZ的显微硬度远低于合金基体硬度。     

不同热处理状态下的5A06铝合金显微组织分析

采用原始状态为H112态的5A06板材,通过箱式电阻炉加热得到不同热处理状态下的金相试样。扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)分析表明,5A06铝合金中的主要第二相有Al6(Fe Mn)相、Mg2Si相以及Al8Mg5相。热处理过程对于Al6(Fe Mn)相、Mg2Si相的分布和形态影响不大。Al8Mg5相随热处理温度的增高发生固溶,使得材料的塑性提高而强度略微下降。5A06铝合金板材在550℃热处理时既有小概率出现包铝层起泡现象,在570℃将发生明显过烧,故5A06铝合金的热加工温度应控制在550℃以下为宜。     

Al2O3短纤维增强薄型瓷质陶瓷的试验研究

以小长径比Al_2O_3短纤维为增强体制备增强薄型瓷质陶瓷,研究Al_2O_3短纤维掺量对其吸水率、素坯和成品弯曲强度、断裂功、物相和显微结构的影响,并对其增强增韧机理进行了分析.结果表明:在增强薄型瓷质陶瓷配合料中,Al_2O_3短纤维的最佳掺量(质量分数)为1.5%,其素坯的弯曲强度比基质陶瓷素坯高6.2%,达到1.76MPa,烧成后其吸水率(质量分数)为0.45%,弯曲强度比基质陶瓷高16.90%,达到81.84 MPa,断裂功比基质陶瓷增加35.8%,达到670.22J/m2.在1 200℃的烧成过程中,Al_2O_3短纤维的主晶相由θ-Al_2O_3转变为α-Al_2O_3,促进了基体中二次莫来石的析出,从而使弯曲强度提高.断裂功的增加源于裂纹在Al_2O_3短纤维与基体界面发生偏转和界面脱黏,也得益于二次莫来石和Al_2O_3短纤维中大量纳米晶界对裂纹扩展能量的吸收.     

磁控溅射Cr/CrN/CrAlSiN复合涂层高温氧化行为研究

采用等离子增强磁控溅射(Plasma Enhanced Magnetron Sputtering,PEMS)技术通过改变Al靶功率成功制备了不同Al含量Cr/CrN/CrAlSiN多层纳米复合涂层。本实验先将试样在900℃下保温15 h后随炉冷却至室温,分别采用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)以及能量散射X射线能谱仪(EDS)分析了涂层氧化前后的晶体结构,表、截面形貌及化学元素种类、分布,另外使用原子力显微镜(AFM)表征了涂层的三维形貌与粗糙度。随着Al含量的增加,涂层晶粒尺寸、膜厚度及表面粗糙度均逐渐增大,晶粒沿着CrN(200)晶面呈现出择优取向。氧化后涂层表面形成了致密的Al_2O_3、SiO_2及Cr_2O_3混合氧化物薄膜,可有效抑制氧的进一步扩散。多层涂层对基体具有良好的保护作用,且Al含量为15.18%时,纳米复合涂层的综合性能最佳。     

世界科技集锦

<正> 在T.Al相整个均质范围内,对其进行了X射线和全相学研究。用经热处理的、组成为Ti_(50)Al_(50)至Ti_(38)Al_(62)和样品,测定了TiAl的晶格参数和宏观密度。在直至800℃的温度下,测定了TiAl晶格参数与温度的相关性。给出了TiAl相(CuAu型、tP_4.P_4/mmm)的粉末衍射数据。深入讨论了TiAl相结构、晶体化学参数和稳定性之间的关系。