激光冲击改善W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢刀具材料耐磨性的研究

目的研究激光冲击强化(LSP)技术对M2高速钢材料表面抗磨损性能的影响。方法采用高功率短脉冲的强激光束对M2试样进行激光冲击处理,然后用显微硬度计测量试样冲击区横截面上的纵向显微硬度,用磨损试验机对冲击处理前后的试样进行磨损实验。结果在铝箔涂层、流水约束层作用下对M2高速钢试样进行激光冲击强化处理,试样强化层中的奥氏体晶粒显著细化。试样冲击区横截面上形成了由表及里的纵向显微硬度梯度,获得了深约0.6 mm的硬化层,表层材料显微硬度峰值高达70HRC左右,比基体硬度提高10%左右。激光冲击处理后的M2试样表面较光洁,磨痕较少,磨痕底部相对平滑,犁沟深度较浅,磨损量较小,稳定磨损阶段较长,表面呈现较好的抗咬合性和较高的耐磨性。结论经激光冲击处理后,M2高速钢材料强化层所获得的较细晶粒和较高硬度有效改善了表面抗磨损性能,进一步提高了M2高速钢刀具的切削性能与使用寿命。     

激光冲击强化对W6Mo5Cr4V2高速钢材料表面性能的影响

目的研究激光冲击强化处理对W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢材料表面性能的影响机理,探讨激光冲击强化处理可否作为提高M2高速钢刀具使用寿命的一种手段。方法以铝箔作为表面吸收层、流水作为约束层,采用高功率钕玻璃激光冲击系统对M2高速钢试样进行激光冲击强化处理,然后用砂纸对试样表面打磨,用研磨膏抛光表面,用硝酸酒精溶液浸蚀金相试样。分别用金相显微镜和扫描电镜对被冲击试样强化层的微观组织进行观察及分析,用显微硬度计测量激光冲击前后试样表层材料的显微硬度,用X射线应力测定仪测量激光冲击后试样表面的残余应力。结果当采用的激光波长为1064 nm、激光能量为9 J、光斑直径为3 mm、脉宽12 ns、激光功率密度为12.7 GW/cm~2时,M2高速钢材料强化层中的奥氏体晶粒显著细化,形成位错马氏体与孪晶马氏体的混合组织,M2试样表面硬度较激光冲击处理前提高约6.67%左右。试样表面获得了约1.0 mm深的残余压应力层,最大残余压应力在表层,约为-155 MPa。结论激光冲击强化处理在一定程度上改善了M2高速钢材料的表面性能,有利于提高M2高速钢刀具的切削性能与使用寿命。     

无涂层激光冲击强化对40CrNiMo结构钢摩擦磨损性能的影响

目的 采用无涂层激光冲击强化技术诱导残余压应力和细化晶粒,提高40CrNiMo结构钢的显微硬度及耐磨性。方法 采用高功率激光束对40CrNiMo结构钢表面进行激光冲击强化处理,通过显微组织观察、XRD检测、显微硬度测试、残余应力测试、摩擦磨损实验及磨损形貌观察,对比分析未处理试样、有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的显微组织、显微硬度、残余应力和摩擦磨损性能。结果 在有/无铝箔涂层、去离子水约束层作用下分别对40CrNiMo结构钢试样进行有涂层/无涂层激光冲击强化处理,诱导产生残余压应力和晶粒细化,试样表面显微硬度分别提高至313.5HV和336.9HV,提高了约13.5%和21.9%,表面最大残余压应力达到–405.3 MPa和–326.6 MPa;有涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数较稳定,降低了约14.1%,而无涂层激光冲击强化处理试样的摩擦因数出现较大波动,在摩擦磨损前期,摩擦因数降低了22.9%;在摩擦磨损中后期,摩擦因数降低了7.9%。未处理试样的磨损量为13 mg,有涂层激光冲击强化处理试样和无涂层激光冲击强化处理试样的磨损量分别为6mg和8mg,减少...     

激光冲击功率密度对W18Cr4V钢表面性能影响的研究

采用波长1.06μm、脉宽20 ns的钕玻璃激光对W18Cr4V高速钢进行强化。研究了激光功率密度对W18Cr4V钢强化层显微硬度和残余应力的影响。结果表明:经激光冲击强化后的W18Cr4V钢奥氏体晶粒细化,细晶强化作用显著;不同的激光功率密度都能在冲击区横截面上形成由表及里的显微硬度梯度和一定深度的残余压应力层。随功率密度的提高,硬度峰值和最大残余压应力增大,硬化层和残余压应力层的深度增加。当采用3.6 GW/cm~2的功率密度时,表面硬度峰高达1125 HV0.1,表面残余压应力最大值约-220 MPa,并可获得0.8 mm左右的硬化层和1.4 mm左右的残余压应力层。     

11Cr17马氏体不锈钢浸硫氮化耐磨性研究

对11Cr17马氏体不锈钢进行了浸硫氮化处理,利用金相显微镜和显微硬度计测量了渗层的厚度及硬度梯度,在MM-200磨损试验机上分别进行了干磨和油磨的耐磨试验,并用三维超景深显微镜测量了磨痕面积.研究结果表明:11Cr17浸硫氮化试样比11Cr17未处理试样的耐磨性能大幅度提高;11Cr17浸硫氮化与M2高速钢未表面处理相比,油磨性能相当,但干磨性能较后者好.     

激光喷丸强化对调质40Cr钢组织及耐磨性的影响

利用短脉冲强激光对40Cr调质钢表面进行了激光喷丸强化处理。激光冲击强化参数为激光波长1.054μm,脉冲时间为23 ns,光斑直径为8 mm,功率为20～24 J。选用水为约束层,墨漆为吸收激光能量的涂层。通过测试研究了喷丸强化后材料的微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,激光喷丸能够细化表层的微观组织;材料强化后表面显微硬度值能提高30%,并沿深度方向逐渐减小;经过滑动磨损后,未强化处理的试样的累计磨损失重是冲击处理试样1.4倍,强化层磨损机理以磨粒磨损和粘结磨损为主。     

高速钢M2强流脉冲电子束表面改性研究

为了改善高速钢M2的表面强度和耐蚀性能,利用强流脉冲电子束（HCPEB）对高速钢M2进行了表面改性处理,辐照次数分别为1,3,5,7,9次。采用扫描电子显微镜、显微硬度计、能谱仪和盐雾腐蚀试验机测试辐照前后试样表面形貌、硬度、元素分布和耐蚀性能,并分析变化规律。结果表明：强流脉,中电子束辐照处理使高速钢表面极速加热又快速冷却,产生表面淬火作用,导致碳化物溶解,马氏体溶碳量增大,试样表面的显微硬度提高,出现表面光滑化,表面层晶粒细化,改善了耐腐蚀性能。     

激光冲击强化对GCr15轴承钢微观组织和摩擦学行为的影响

目的 激光冲击强化处理后GCr15轴承钢实现表面纳米化,同时其力学性能和摩擦磨损性能得到显著改善。方法 采用激光冲击强化对GCr15轴承钢进行表面强化。使用三维形貌仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计、X射线残余应力分析仪(LXRD)以及摩擦磨损实验仪,对GCr15轴承钢经激光冲击强化处理后的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果 经过激光冲击强化处理后,GCr15轴承钢的位错密度增加,马氏体分布更加均匀且宽度下降,电子衍射花样呈连续的环状,说明有纳米晶组织生成;有效提高材料表面硬度,与原始试样相比,硬度提升了5.1%,并引入了大小为947 MPa左右、深度约为900 μm的残余压应力层;平均摩擦因数下降,磨痕宽度和深度都减小,磨损率的下降幅度为17%~21%,磨损机理以磨粒磨损为主,并伴随一定的黏着和氧化磨损,耐磨性得到提高。 结论 激光冲击强化使GCr15轴承钢的位错密度增加、马氏体碎化且碳化物数量增加、粒径下降;提高了GCr15轴承钢的硬度并在材料次表层构建了残余压应力层,残余压应力在滑动干摩擦过程中释放,马氏体晶粒细化和残余应力释放可有效提高GCr15轴承钢的耐磨性。     

脉冲-爆炸等离子体工艺对M2高速钢表面改性的实验研究

利用脉冲爆炸-等离子体(Pulse Detonation-Plasma Technology,PDT)技术对M2高速钢进行了表面改性处理,利用SEM、XRD分析PDT处理前后M2高速钢的表层组织和相结构的影响,采用显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了PDT处理前后M2高速钢的显微硬度、耐磨性能的变化。结果表明:在PDT处理后,M2高速钢表面改性层内发生了马氏体向奥氏体的相转变,在表面层的残余奥氏体量随着距离的减小增加。在PDT处理过程中, M2高速钢的表面先发生光滑化,然后出现大量火山状熔坑,这是由于PDT处理过程中能量周期性导致表面热不稳定性造成的。改性层厚度随着距离的减小而逐渐增加,改性层组织细小致密,碳化物颗粒细小且分布均匀;改性层内显微硬度明显提高,耐磨性能提高2.48倍。     

深冷处理对M2Al高速钢高温耐磨性的影响

探究了不同深冷处理温度对M2Al高速钢高温耐磨性的影响。结果表明,经过深冷处理的M2Al高速钢试样微观组织发生了变化,残留奥氏体转变为马氏体,碳化物尺寸减小并且弥散分布在马氏体基体上。随着深冷温度的降低,碳化物的尺寸减小且分布均匀。M2Al高速钢经过深冷处理后高温摩擦因数比未深冷处理的减小,其中-160 ℃深冷处理试样的高温摩擦因数比未深冷处理的降低55.7%,经过深冷处理的M2Al高速钢磨损量比未深冷处理的减小,其中-160 ℃深冷处理后磨损量最小。未深冷处理的M2Al高速钢试样磨损形貌比较粗糙,发生严重的粘着磨损,经过-160 ℃深冷处理的试样,磨痕比较浅,磨损形式主要为磨粒磨损。当深冷处理温度为-160 ℃时,M2Al高速钢的高温耐磨性提升效果最好。     

Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2气氛下的腐蚀

研究了600℃时Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2 3种气氛中的腐蚀行为，Fe-15Ce合金腐蚀后发生了Ce的内氧化或形成了复杂的腐蚀产物膜，而未出现Ce的选择性氧化或硫化，这主要是合金中存在着两相及Ce在Fe中极低的溶解度的结果。Fe-15Ce合金在本实验条件下的氧化-硫化腐蚀速度低于相同温度、压力下的纯硫化。     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

氢分子在贮氢材料Li2MgN2H2表面的吸附与解离

采用第一性原理计算方法研究了Li-Mg-N-H体系贮氢材料的放氢产物Li2MgN2H2的吸氢反应过程中的过渡态、表面电子态密度和表面能。结果表明:氢分子在Li2MgN2H2低指数表面中最低能量(100)表面的Mg-Mg-Li穴位吸附位置能够形成最稳定的吸附结构并发生解离,氢分子吸附能为-0.1898eV,解离能约为0.84eV(81kJ/mol),表明该反应所需的反应活化能仍较高,吸氢反应速度缓慢。     

Thermodynamics and phase diagrams in the binary systems Na2O-SiO2, Na2O-GeO2, Na2O-B2O3, Li2O-B2O3, CaO-B2O3, SrO-B2O3, and BaO-B2O3

We applied our model to the enthalpy of mixing data of the binary systems Na₂O-SiO₂, Na₂O-GeO₂, Na₂O-B₂O₃, Li₂O-B₂O₃, CaO-B₂O₃, SrO-B₂O₃, and BaO-B₂O₃. The most stable composition in the liquid, that is where the enthalpy of mixing is most negative, is with a metal-oxygen ratio of 4 to 3, for monovalent metals (Na and Li) and 3 to 4 for divalent metals (Ba and Ca) in liquid silicates or borates. The same applies to the CaO-SiO₂, CaO-Al₂O₃, PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, ZnO-B₂O₃, and ZnO-SiO₂ systems. The oxygen to metal ratio, its constant value in various types of systems, reflects and describes the structure of the liquid. Using the analyzed enthalpies of mixing data and the available phase diagrams, we calculated the enthalpies of formation of the various binary compounds. The results are in excellent agreement with data in the literature that were obtained from direct solid-solid calorimetry.     

ACTIVITY OF La_2O_3 IN LIQUID La_2O_3-CaF_2 AND La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2 SLAGS

用石墨为还原剂,将渣中La_2O_3还原入液态Sn,以测定1500℃下La_2O_3-CaF_2和La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2渣中La_2O_3的活度.对La_2O_3-CaF_2系,并用Gibbs-Duhem积分法求得CaF_2的活度. 根据液态渣的离子结构模型,对上述二渣系中La_2O_3的活度数据进行了简单的讨论.     

Mechanoluminescence in BaSi2O2N2:Eu

Mechanoluminescence (ML), a general term for the phenomenon in which light emission occurs during any mechanical action on a solid, can be divided roughly into two classes: destructive ML and non-destructive ML. For practical use in high-end applications (e.g. pressure sensors), materials with non-destructive ML properties are preferred. This paper reports on the strong non-destructive ML in BaSi₂O₂N₂:Eu. When irradiated in advance with ultraviolet or blue light, this phosphor shows intense blue-green light emission upon mechanical stimulation such as friction or pressure. The ML has an emission band peaking at 498 nm, which is ～4 nm red-shifted compared to the steady-state photoluminescence. The origin of the ML is discussed and related to the persistent luminescence of BaSi₂O₂N₂:Eu. The same traps are responsible for both phenomena. Based on the occurrence of ML in this phosphor, we were able to show that the predominant crystallographic structure of BaSi₂O₂N₂:Eu belongs to space group Cmc2₁.     

PHASE DIAGRAM OF TERNARY SYSTEM PrCl_2-CaCl_2-MgCl_2

Three surfaces corresponding to the primary crystallization of PrCl_3,CaCl_2 andMgCl_2 respectively,3 univariant curves related to the secondary crystallization and a ternaryeutectic(44.8 wt-% PrCl_3,31.8 wt-% CaCl_2,546℃)were found in systemPrCl_3-CaCl_2-MgCl_2 by means of DTA.A reaction occurs in this system:L=PrCl_3+CaCl_2+MgCl_2.     

Thermodynamic evaluation of phase equilibria in the CaCl2-MgCl2-CaF2-MgF2 system

The phase diagram of the CaCl₂-CaF₂-MgCl₂-MgF₂ reciprocal ternary system was calculated thermodynamically from available data on the common-ion binary subsystems and from available data on the CaCl₂-MgF₂ join. This join is very nearly quasibinary and divides the system into two quasiternary systems: the CaCl₂-MgF₂-CaF₂ system with a ternary eutectic calculated at 724 +-5 °C and the CaC₂-MgF₂-MgCl₂ system with a ternary eutectic calculated at 561 +-5 °C.     

Hydrophilic property of SiO2-TiO2 overlayer films and TiO2／SiO2 mixing films

The photo-induced hydrophilicity of SiO2 overlayer on TiO2 films prepared by sol-gel method was investigated by means of soak angle measurement, XPS, UV-VIS and FTIR spectra. The results show that, compared with the TiO2 film without SiO2 overlayer, when the TiO2 film is thoroughly covered by SiO2 overlayer, the hydrophilicity and the sustained effect are enhanced. It is found that the significant growth of the OH- group occurs in the surface of SiO2 overlayer. The different mechanism of enhanced hydrophilicity between SiO2 overlayer on TiO2 films and TiO2/SiO2 mixing films was analyzed. The result suggests that the photo-generated electrons created in the interface between TiO2 and SiO2 tend to reduce the Ti(Ⅳ) cation to the Ti( Ⅲ ) state, and the photogenerated holes transmit through the SiO2 layer to uppermost surface efficiently. Once the holes go up to the surface， they tend to make the surface hydrophilic. The stable hydrophilicity of SiO2 overlayer which adsorbs more stable OH groups, enhances the sustained effect, i.e. the super-hydrophilic state can be maintained for a long time in dark place.