强流脉冲电子束辐照YG8硬质合金的组织与性能

采用强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性技术对YG8硬质合金表面进行辐照处理试验。利用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对处理样品的表层组织进行分析,测量改性样品的显微硬度和摩擦磨损性能指标。结果表明,强流脉冲电子束处理使YG8样品表层重熔平整,WC颗粒形状圆整并与粘结剂Co基体发生溶解扩散,表层显微硬度增加到3523.6 HK,耐磨性提高约19%。     

强流脉冲电子束表面改性 1. 2344 钢的显微组织和性能

目的在1.2344钢表面获得一层硬度较高的强化层。方法利用强流脉冲电子束技术,在相同的加速电压下,采用不同的脉冲次数对1.2344钢表面进行改性处理,研究处理前后样品的表层显微组织和性能变化规律。结果经强流脉冲电子束处理后,试样表面形成了形状各异、大小不一、分布不均的熔坑,并且随着脉冲次数的增加,熔坑数量逐渐减少,熔坑的直径变大。当脉冲次数大于50次时,试样表面出现奥氏体相,表面显微硬度提高了14.5%。结论强流脉冲电子束处理可使试样表层的晶粒变小,晶粒细化和表面宏观残余应力的共同作用促使试样显微硬度增加。     

电子束对稀土铝硅合金表面形貌及硬度的影响

目的利用强流脉冲电子束改性Al-17.5Si-0.3Nd合金表面,提高合金表面的显微硬度。方法通过场发射扫描电镜(FESEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)以及维氏显微硬度计等一系列先进的检测手段,对改性后合金表面的微观形貌和性能变化进行研究。结果 SEM以及EPMA分析结果显示强流脉冲电子束处理后,合金表面形成了铝基体以及无微裂纹的晕圈结构,并且改性后合金表面上各种元素分布均匀。XRD结果显示强流脉冲电子束处理后,合金表面无新相形成,所有衍射峰发生了宽化以及偏移现象。随着脉冲次数的增加,衍射峰先向高角度偏移,后向低角度偏移。其中,5次脉冲试样的偏移角度最大。另外,显微硬度测试结果显示,铝基体的硬度随脉冲次数增加而递增,硬度值由原始样品的534.95 MPa增加到25次脉冲的1258.59 MPa;相对地,晕圈组织的硬度随脉冲次数的增加而递减,硬度值由原始样品的10 067.7 MPa下降到25次脉冲的1390.29 MPa。结论强流脉冲电子束改性后的合金表面晶粒细化显著,表面硬度总体上有所提高。     

65Mn钢脉冲等离子体爆炸处理后的组织及性能

采用脉冲等离子体爆炸表面改性技术(PPT)对65Mn钢进行处理。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了经改性处理前后样品的组织、形貌、相结构、显微硬度和耐磨性能的变化。结果表明:经PPT改性处理后,在65Mn钢表面形成了不同厚度的改性层;该过程中65Mn钢材料的表层发生α-Fe相向γ-Fe相的转变,且因渗氮效应生成FeN和Fe_2N相。经PPT改性处理后,试样表面的硬度和耐磨性提高;当电容容量为100%C时,硬度较基体而言提高了80%,磨损量减少为基体的一半。     

45钢的脉冲爆炸-等离子体表面改性

采用脉冲爆炸-等离子体(PDP)技术对45钢进行表面改性处理,用OM、SEM、XRD分析了PDP处理前后试样的截面形貌和相结构变化,利用显微维氏硬度计、磨损测试和电化学方法研究了PDP处理前后显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:由于PDP过程中含有空气成分,并在处理时快速加热与冷却试样,使改性层有残余奥氏体出现,并生成新相Fe3N,形成了一层厚约52.10μm的含有柱状晶与细晶区双层结构的改性层。PDP处理使45钢表层在一定深度范围内显微硬度提高约2.9倍,耐磨损性能也得到了有效的改善,磨损质量损失仅为基体的1/3,磨痕宽度也明显减小。     

强流脉冲电子束M2高速钢表面改性组织和耐磨性能

目的 改善M2高速钢表面组织,提高其耐磨性和红硬性。方法 利用强流脉冲电子束(HCPEB)进行M2高速钢表面辐照改性处理,工作参数包括加速电压25 kV,脉冲宽度2.5μs,能量密度4 J/cm²,脉冲次数3、8和15次。采用MEF-4型光学显微镜和Zygo 9000型3D表面光学轮廓仪观察辐照前后样品表面形貌。采用XRD-6000型X射线衍射仪分析改性层组成。采用DMH-2LS型努氏显微硬度计测量样品表面和截面硬度。采用CFT-I型摩擦磨损试验机测量表面耐磨性能。在600℃下保温1 h后空冷,测量样品表面硬度变化用以比较红硬性。结果 HCPEB改性M2高速钢样品表面重熔并出现熔坑,随脉冲次数增加,熔坑数量减少且尺寸增加,表面粗糙度下降,15次脉冲处理样品表面形成大量孪晶,熔坑内部出现熔孔和微裂纹。重熔层组织细化致密,碳化物类型改变,碳化物颗粒尺寸减小,残余奥氏体数量增加。相对于未改性样品,15次脉冲处理样品表面硬度提高53.5%,磨损体积减小16.5%,红硬性提高19.2%。结论 HCPEB可有效改善M2高速钢表面组织,使表面显微硬度、耐磨性和红硬性指标均有明显...     

9310渗碳钢强流脉冲电子束表面钛合金化处理的结构与性能

为进一步提高SAE9310钢表面渗碳层的耐磨性和耐蚀性,采用强流脉冲电子束(HCPEB)技术在不同的能量密度下对SAE9310渗碳钢进行表面钛合金化处理。并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验及电化学试验等研究了钛合金化试样的表面及截面形貌、相组成及性能等。结果表明:强流脉冲电子束辐照后钛以合金元素形式固溶于基体中,重熔层奥氏体含量增加。钛合金化层腐蚀电位由未处理时的-0.577V提高至-0.539V,自腐蚀电流密度降至2×10-7 A/cm2,较未处理试样低1个数量级。合金化处理后样品表面显微硬度与原始样品接近,硬度约为780HV0.25,但干摩擦因数由0.8降至0.15,磨损率降低接近3倍。电子束表面钛合金化处理可以提高9310钢渗碳层的耐磨性和耐蚀性。     

脉冲爆炸-等离子体技术制备的TC4钛合金表面改性层的组织与耐磨性能

采用脉冲爆炸-等离子体技术(PPD)在TC4钛合金表面制备改性层,研究了脉冲次数(n)对改性层显微结构、相组成、表面粗糙度、硬度及耐磨性的影响。结果表明:PPD处理使TC4钛合金表面发生快速熔凝并诱发马氏体相变,改性层的主要物相为Ti、TiN、Ti_xOy。改性层厚度和材料表面粗糙度(Ra)随脉冲次数的增加而增大。改性层硬度在近表面10μm处达到最大,为561.4 HK0.01,较基体提高约69.1%。在载荷为2、4、6 N下,与基体试件相比,脉冲2次试件磨损体积分别减少93.6%、78.7%、34.7%,耐磨性提升明显。     

表面等离子Mo合金化提高Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb耐磨性的研究

采用等离子合金化技术在Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb(TLM)表面制备含钼改性层,对改性层组织、成分分布和显微硬度进行分析,并测量去离子水在渗钼试样表面的接触角,同时研究在模拟人工体液中改性层的摩擦磨损行为。结果显示:所制备的钼改性层均匀致密,厚度约为12μm,主要由Mo相组成。与TLM基体相比,渗钼后试样表面硬度显著增加。由于改性后Mo合金层的形成和表面粗糙度增加,使接触角减小,进而提高了表面润湿性。钼合金化后的TLM具有较低的摩擦系数,耐磨能力较未处理的合金提高约50倍,表现出良好的耐摩擦磨损性能。     

复合改性处理对AZ91镁合金表面结构和耐蚀性能的影响

为改善AZ91镁合金的耐蚀性能,对其表面进行了固溶时效和氮铝(N+Al)双离子注入复合改性处理。通过X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、电化学综合测试系统、显微硬度计分析比较了处理前后试样的表面结构、元素浓度-深度分布、抗腐蚀性能和显微硬度。XRD结果表明,双离子共注后AZ91镁合金表面改性层由Mg、Al12Mg17、MgAl2O4、AlN等物相组成,且Mg和Al12Mg17衍射峰位和强度发生了明显改变。AES分析发现,表面存在约30 nm由Mg、Al、O等元素组成的改性层,注入层深度达到130 nm。双离子共注后试样的显微硬度较基体和固溶时效时分别提高了27.1%和10.4%。在3.5%饱和NaCl溶液中,双离子共注入试样的极化电阻分别为基体和固溶时效试样的21.7倍和9.1倍,腐蚀电流密度降为基体的1/10。相同腐蚀条件下的双离子共注入试样表面只产生了少量腐蚀斑,而基体和固溶时效试样表面却出现了大量的腐蚀坑。     

脉冲等离子体爆炸对Cr12MoV钢组织及性能的影响北大核心CSCD

通过脉冲等离子体爆炸工艺对Cr12Mo V钢表面进行改性处理。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析了改性层的显微组织、元素分布和物相,并用显微硬度计测试不同区域的微观硬度。结果表明,脉冲等离子体爆炸处理后可得到熔凝区和硬化层两层组织,熔凝区和硬化层分别由柱状晶与细晶区组成,并且熔凝区产生元素注入现象。随着脉冲次数的增加,表面粗糙度先降低后升高,处理次数为5时,Ra=13.98μm。硬度从表面到基体呈现先升高后降低的趋势且硬化层的硬度较基体显著提高。改性层硬度随处理次数的增加而增加,但增加的趋势有所减缓。     

脉冲等离子体爆炸对Cr12MoV钢组织及性能的影响

通过脉冲等离子体爆炸工艺对Cr12Mo V钢表面进行改性处理。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析了改性层的显微组织、元素分布和物相,并用显微硬度计测试不同区域的微观硬度。结果表明,脉冲等离子体爆炸处理后可得到熔凝区和硬化层两层组织,熔凝区和硬化层分别由柱状晶与细晶区组成,并且熔凝区产生元素注入现象。随着脉冲次数的增加,表面粗糙度先降低后升高,处理次数为5时,Ra=13.98μm。硬度从表面到基体呈现先升高后降低的趋势且硬化层的硬度较基体显著提高。改性层硬度随处理次数的增加而增加,但增加的趋势有所减缓。     

汽车发动机缸体用AZ91合金的表面改性与耐磨耐蚀性能

对汽车发动机缸体用AZ91合金表面进行了等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基体、TiB2-Al2O3和三种不同比例的Al:(TiB2-Al2O3)改性层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着距离改性层表面距离的增加,显微硬度整体呈逐渐降低的趋势,不同配比的改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体(98 HV0.1),TiB2-Al2O3改性层的显微硬度最高,随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度呈现逐渐降低的趋势;经过等离子熔覆TiB2-Al2O3和Al:(TiB2-Al2O3) 改性处理后的发动机缸体的耐磨性与耐腐蚀性均有所提高,其中Al:(TiB2-Al2O3)=1:2改性层的耐磨性及耐腐蚀性能最好。     

纯钛表面辉光放电W-Mo共渗层的显微结构及力学性能

利用空心阴极等离子放电表面合金化技术,在低于纯钛相变温度(882℃)下,在纯Ti表面进行W-Mo二元共渗。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了合金渗层的显微结构及物相组成,利用HMV-1T型显微硬度计测试了试样的表面和截面硬度,并用静拉伸试验分析了W-Mo共渗前后试样的力学性能。结果表明,纯Ti在经过辉光放电W-Mo共渗处理后,在其表面形成了厚度为15μm的WMo合金层,合金渗层致密,无显微裂纹,并与基体结合良好。处理后的试样中最大的抗拉强度为546 MPa,比原始试样提升了49%,表面最大的显微硬度为1 196HV0.1,较原始试样增加了6.85倍。纯Ti经过WMo二元共渗后,其表面硬度增加,抗拉强度增加,表面的力学性能得到改善。     

Q235钢在溶液中微弧氮碳共渗改性层的探究

在甲酰胺电解溶液体系中,对Q235钢进行微弧氮碳共渗处理,观察被处理工件的改性层显微组织,借助SEM及XRD分别观测改性层形貌,检测改性层的相组成,最后利用显微硬度计测试改性层的硬度.结果表明,经溶液微弧氮碳共渗处理后的试样改性层硬度约为基体硬度的3倍.     

Mn元素对铝合金门窗表面陶瓷层特性的影响

采用微弧氧化技术在不同Mn含量的铝合金门窗表面进行了改性处理,研究了基体合金元素Mn对表面陶瓷层膜厚、显微硬度、形貌和物相的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着微弧氧化时间的增加,含0.5%Mn和含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度和显微硬度都表现为逐渐增加的趋势,且在相同的微弧氧化时间内,含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度更大、显微硬度更低。Mn含量为0.5%的铝合金表面陶瓷层中有γ-Al_2O_3相和少量α-Al_2O_3相,而Mn含量为1.5%的铝合金表面陶瓷层中只有γ-Al_2O_3相。     

AZ91合金发动机缸体表面熔覆与涂层性能研究

对AZ91镁合金发动机缸体进行了表面等离子熔覆改性处理,对比分析了AZ91合金基材、TiB_2-Al_2O_3和3种不同比例的Al与TiB_2-Al_2O_3复合改性层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着距离改性层表面距离的增加,显微硬度呈现逐渐降低的趋势,但改性层的显微硬度都高于AZ91合金基体,而TiB_2-Al_2O_3改性层的显微硬度最高。随着熔覆材料中Al含量的增加,改性层显微硬度逐渐降低;随着磨损时间延长,基材与不同改性层的磨损质量损失都逐渐增加。3种不同配比的Al与TiB_2-Al_2O_3复合改性层中w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2改性层的耐磨性能最好;经过等离子熔覆复合改性处理后的发动机缸体的耐腐蚀性能有所提高,其中,w(Al)∶w(TiB_2-Al_2O_3)=1∶2时改性层的耐腐蚀性能最好。     

固态渗碳对Ti-6Al-4V合金及其复合材料(TiB+La_2O_3)/Ti-6Al-4V表面显微组织和硬度的影响（英文）

以Ti-6Al-4V合金和(TiB+La_2O_3)/Ti-6Al-4V复合材料为研究对象,研究固态渗碳法对两种材料表面显微组织和硬度的影响规律。将包覆于石墨粉中的试样置于密封的石英管中,在1227 K下保温24 h,成功实现了两种材料表面渗碳处理。显微组织和物相分析结果表明,固态渗碳后基体中原位生成了TiC增强体和Ti-C固溶体,且扩散层中的等轴α-Ti相的体积分数随试样深度增加呈明显降低趋势;硬度测试结果表明,两种材料渗碳表面的显微硬度与未处理材料相比都明显提高了约100%,随试样深度增加而变化的碳含量在渗碳试样中形成了约300μm的硬化层。同时,固态渗碳对内部组织和硬度的影响很小,表明该方法是一种有效强化钛合金及其复合材料的表面处理方法。     

强流脉冲电子束2Cr13钢的表面改性

利用HOPE-I型强流脉冲电子束(HCPEB)装置处理2Cr13马氏体不锈钢。通过金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度检测和摩擦磨损测试方法对表面显微组织和力学性能进行分析。结果表明:处理样品表面产生熔坑,主要由样品表层的(FeCr)23C6型碳化物选择喷发造成。原始样品主要为马氏体Fe-Cr(α)相,处理后样品表层中碳化物经喷发和液相溶解后减少,相反奥氏体相含量增加。由于表面碳化物的去除和高奥氏体含量的形成,处理样品表面显微硬度降低,截面显微硬度呈波动分布。使用加速电压27kV和15次脉冲处理后,磨痕深度由原始样品的7.3μm降低到5.1μm,耐磨性能提高了约30%。     

Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金碳硅元素激光表面合金化涂层的显微组织及耐磨性能

采用HL-5000型横流CO2激光器在氩气保护情况下对预置石墨和硅混合粉末的β型Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn钛合金进行激光表面合金化处理,在合金表面原位生成碳、硅和钛的化合物改性层,并对其激光表面合金化改性层的显微组织和耐磨性能进行研究。结果表明,在激光功率1200 W、激光扫描速度6 mm/s、激光束斑直径5 mm条件下,得到表面平整、细密、无裂纹且与基体形成良好冶金结合的激光表面合金化改性层;改性层外表面主要由细小的TiC颗粒和等轴状Ti5Si3C1-x组成,而靠近基体的内表面层则由TiC枝晶相和共晶组织(Ti3SiC2+β-Ti)组成;改性层外表面硬度可达1262HV0.2,摩擦因数约为0.649,而基体的硬度约为225HV0.2,摩擦因数约为1.039;与基体合金相比,基体的表面合金化改性层表现出良好的耐磨性能。