强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质密封材料表面改性研究

利用离子能量为300 keV,束流密度为300 A/cm~2,功率密度为10~8W/cm~2,脉冲宽度为70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对用于核主泵轴密封的WC-Ni硬质合金材料进行了表面辐照处理,辐照次数分别为1,5.10次.利用XRD,SEM和EPMA研究了HIPIB辐照前后WC-Ni硬质合金表层相组成,表面形貌和元素分布的变化.借助显微硬度计和环一块式靡损仪测试了辐照前后硬质合金表层的性能.结果表明,HIPIB辐照硬质合金表层发生由六方碳化物WC向fcc碳化物β-WC_(1-x)转变,转变量随着辐照次数的增加而增加.HIPIB辐照引发硬质合金表层快速重熔和Ni黏结相的择优烧蚀,形成了许多丘状表面凸起,且随着辐照次数的增加,丘状凸起的尺寸增大,当辐照次数增加至10次,形成了网状峰-谷起伏结构的重熔烧蚀表面形貌,且具有微区光滑致密化特征.由于HIPIB辐照应力波的显著作用,辐照后硬质合金表层沿深度方向显著硬化.10次辐照后硬化层深度可达160μm,表面摩擦系数降低38%,耐磨性提高近3倍.     

激光参数对Ti6Al4V钛合金激光冲击成形的影响

研究在Ti6Al4V合金激光冲击成形过程中,不同激光参数对板料弯曲角及表层硬度的影响。结果表明:当激光功率密度小于3GW/cm2时,弯曲角随着激光功率密度线性增加,激光功率密度超过3GW/cm2时,由于表面熔化现象的出现,弯曲角出现减小的趋势;板料弯曲角随冲击次数的增加也呈线性增长,但弯曲阻力的增加使得弯曲角的增长速度逐渐减慢;随着激光功率密度的增加,材料表面冲击区的硬度增高,表面硬化层的显微硬度最高达HV490,硬化层厚度约为1.0mm。     

激光原位合成TiN/Ti_3Al基复合涂层

利用Ti与AlN之间的高温化学反应,在TC4钛合金表面激光原位合成了TiN/Ti3Al基金属间化合物复合涂层.借助XRD和SEM分析了涂层的物相组成和显微组织.结果表明,涂层主要由TiN和Ti3Al组成.当Ti与AlN摩尔比为4:2时,涂层中TiN含量随激光功率密度的增大而减小;Ti与AIN摩尔比为4:1时,TiN含量随激光功率密度的增大而增大.TiN增强相点阵常数的精确计算显示,涂层中TiN相出现晶格畸变现象,结合EDS分析表明,TiN固溶的Al含量随功率密度的增加而减小.SEM分析表明,TiN增强体的生长形态随着激光功率密度的增大由棒状逐渐向颗粒状转变.当Ti与AlN的摩尔比为4:1,激光功率密度为15.28 kW·s·cm~(-2)时,涂层表面的宏观形貌较好,微观组织无气孔和裂纹,试样截面显微硬度自基体至涂层表面变化平缓,涂层平均显微硬度达到844 HV_(0.2),约为基体合金的3.4倍.     

强流脉冲碳离子束强化T5K10刀具机理研究

TIA－450自绝缘二极管碳离子加速器对T5K10刀具进行了强流脉冲离子束辐照表面处理，加速器的加速电压为250 keV,束流密度为60 A/cm2～150 A/cm2, 脉冲时间为80纳秒，脉冲次数为2次.XRD、SEM、EDS以及显微硬度分析研究结果表明：当束流密度达到100 A/cm2，材料表面为完全熔化凝固组织；当束流密度达到150 A/cm2时，表面层下也出现熔化凝固组织；熔化凝固组织没有明显相变.在100 A/cm2～150 A/cm2内，同未辐照表面相比，显微硬度提高1.25倍.硬度增加的主要原因是表面快速凝固组织产生硬化相和基体相中化学成分的重新分布、碳元素的烧损以及晶界的强化.       

强脉冲离子束辐照对Ni3Al合金表面的改性

采用X射线衍射、扫描电镜和电化学腐蚀等技术研究了3种不同束流密度的强脉冲离子束辐照对Ni3A1合金表面形貌与物相及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：IPIB辐照时，试样最外表面的温度远超过Ni3A1合金的熔点，造成试样表面融化，从而清洁和抛光试样表面；随离子束流密度的增加，Ni3A1合金表面的物相呈现规律性的变化，分别产生形变织构、部分非晶及新相，使Ni3A1合金的抗电化学腐蚀性能得以提高。     

激光冲击强化对钛合金疲劳寿命影响综述EI北大核心CSCD

对提升钛合金零件的疲劳强度,已有相关技术的试验研究,但缺乏对技术的系统介绍,阻碍了该技术的产业化应用。通过整理大量试验数据及其结果,就激光冲击强化对钛合金零件的疲劳特性的影响展开分析。简要介绍激光冲击强化技术的发展状况,分别从表面形貌、残余应力、微观组织、硬度、表面粗糙度等方面进行分析总结。结果发现,当激光脉冲能量为7 J时,材料塑性变形量最大;当激光功率密度为3 GW/cm^(2),材料表面残余压应力值最高;当冲击次数达到5次以上时,材料表层的位错密度不断增大;当在工件表面覆盖一层高强度的光滑金属接触膜时,材料表面粗糙度将降低。综合数据可知激光功率密度及冲击次数对钛合金疲劳寿命的影响最大。整理了大量试验数据,可为得到最佳的激光冲击强化效果及提升疲劳寿命提供理论参考。     

强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能

用扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪、X射线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）和显微硬度计等方法,研究了强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能。结果表明,HIPIB辐照使硬质合金表面发生快速重熔和Co粘结相的优先烧蚀,导致六方α-WC相向立方β-WC1-x相转变,形成丘状凸起重熔烧蚀形貌;硬质合金表面硬度随束流密度和辐照次数的增加先增加后减小,归因于辐照硬质合金表面重熔致密化、Co粘结相优先烧蚀、β-WC1-x相转变以及表面微裂纹的产生。     

材料的太阳能表面处理

多年来,人们一直在研究将太阳光作为花费少、无污染的一次能源用于材料的加工。如今,人们认为太阳能在材料加工领域中的巨大潜力将首先表现在材料的表面改性处理方面,这种处理是通过将太阳光聚集成不小于每平方米一兆瓦功率密度的定向能量束,再用其辐照材料表面而实现的。     

准分子激光辐照对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金表面浸润性的影响

目的 提高激光选区熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）Ti6Al4V合金的表面亲水性。方法 通过调控248 nm KrF准分子激光功率密度和脉冲数，对SLM成形Ti6Al4V合金进行表面改性。利用扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜对激光辐照前后的表面形貌和粗糙度进行表征，利用EDS能谱分析仪和X射线衍射仪对激光辐照后试样的表面成分进行分析，利用接触角测量仪来表征试样表面的浸润性。结果 在50个激光脉冲数下，通过控制准分子激光功率密度为0~531 mJ/cm2，使SLM成形Ti6Al4V表面接触角由(116±4)°减小至(7.5±0.4)°。通过表面形貌观察，激光辐照后的Ti6Al4V表面变得更加平滑，表面粗化现象得到改善。激光辐照后的Ti6Al4V表面粗糙度由(40.3±3.7) μm减小至(8.3±1.7) μm，试样表面与氧气发生反应，导致氧元素质量分数增加至33.54%，且有TiO产生。通过Cassie-Baxter 模型和试样三维表面形貌分析，激光辐照后的Ti6Al4V表面更加光滑，使固-液-气复合界面上固体所占的百分比增加，导致试样变得更加亲水。通过时效性测试，发现试样的表面接触角在48 h内具有稳定性。结论 通过改变准分子激光的功率密度，可以快速高效地降低SLM成形Ti6Al4V合金的表面粗糙度，改善并调控Ti6Al4V的表面亲水性。     

强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金摩擦磨损行为

利用束流密度50~200 A/cm2、脉冲宽度70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对WC-Ni硬质合金进行表面辐照处理,测试了辐照WC-Ni硬质合金的微观组织和表面硬度,采用环-块式摩擦磨损试验机、SEM和EDS考察了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能及其磨损机理。结果表明,随束流密度增加,WC-Ni硬质合金表面发生重熔与Ni粘结相的选择性烧蚀,表面重熔致密化,表面硬度显著增加,摩擦系数降低、耐磨性提高,200 A/cm2辐照硬质合金表面熔层约1.6μm,组织明显细化,表面硬度可达14.86 GPa,摩擦系数和磨损率分别降低18%和58%。HIPIB辐照使硬质合金表面磨损机制从原始硬质合金的Ni粘结相优先去除引发WC颗粒剥落去除转变为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,这归因于HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面重熔致密化及晶粒细化。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

焊丝含碳量对高强度钢焊缝性能的影响

报导了焊丝中含碳量在0.09～0.18％范围内时对45CrNiMoV高强度钢焊缝力学性能的影响。随焊丝中含碳量的增加,接头强度上升,焊缝韧性下降。     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化