钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

具备绝热剪切敏感性的钨合金穿甲弹材料研究现状

通过对绝热剪切在穿甲过程中作用的分析,比较了纯钨、钨合金和铀合金三类高密度弹芯材料的常规力学性能和穿甲性能,以及弹丸在穿甲时的破坏行为,重点介绍了近年来国外用铪、金属间化合物、SiO2复合材料、钛合金、高强钢为基体的钨合金及钨纤维/金属玻璃复合材料穿甲弹的研究进展情况,并指明了新型基体材料钨合金今后的研制方向。     

HVAF制备FeCrMoCB非晶合金涂层的组织与性能研究

为扩展非晶合金的应用范围,采用活性燃烧高速燃气喷涂技术制备Fe Cr Mo CB非晶涂层,通过X射线衍射仪、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜等技术对合金粉末以及获得的Fe基涂层的形貌和显微组织结构进行研究。结果表明:采用合适的喷涂工艺可以获得非晶态的Fe基合金涂层,该涂层具有比基体304不锈钢更为优异的耐腐蚀性;与基体材料相比,涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性,涂层磨损以磨粒磨损和疲劳磨损相结合。该结果为非晶合金在涂层方面的应用提供了实验和理论支持。     

由钨合金的两相參数计算其宏观抗拉强度

钨合金是由钨颗粒相和基体组成的两相材料。利用Eshelby方程和Mori-Tanaka平均应力概念以及本文给出的增量法，可由钨颗粒相的形状、体积份数及两相力学性能参数计算得到钨合金材料的宏观抗拉强度。文内对特定钨合金进行了计算分析。分析表明，随工艺处理变形量的增加，钨合金材料的脆性增加，对于工艺处理变形量较小的钨合金，首先在基体相中达到拉伸破坏；而对于工艺处理变形量较大的钨合金，首先在鸽颗粒相中达到拉伸破坏。本文对钨合金材料宏观抗拉强度的计算结果与试验结果一致。     

变形强化钨合金性能的各向异性

采用粉末冶金法制备钨合金棒材,通过锻造变形的方法进一步提高钨合金棒材的力学性能,并采用混合率模型计算不同状态钨合金的强度。与实验结果比较发现,应力传递模型可以很好地反应随着变形量增加钨合金强度增加的变化趋势。通过对变形强化钨合金轴向和径向力学性能、断口特征、金相组织的比较以及钨合金在承载过程中的定量力学分析指出,随着钨合金变形量的增加,大面积的基体相韧窝断裂被基体撕裂棱状断裂和钨颗粒的穿晶解理断裂所取代,这也是导致合金强度提高的原因。     

高侵彻性能钨合金研究进展

主要介绍高密度钨合金穿甲弹材料侵彻性能的国内外研究发展状况,从改变合金中钨颗粒性质、粘结相组成与含量,以及结合工艺改善的角度,总结目前国内外改善高密度钨合金侵彻性能的主要途径,并对当前国外先进钨合金穿甲弹产品的材料成分、制备工艺及侵彻效果进行了简要介绍和分析;同时针对国外穿甲弹的研究概况和发展趋势,提出我国今后研究和开发新型高侵彻性能钨合金穿甲弹的主要研究方向。     

不同合金熔接涂层与基体结合状态及硬度研究

为有效修复再制造扭力轴,通过试验研究不同合金粉末熔接涂层及不同厚度熔接涂层与基体的结合状态及力学性能。结果表明:所研究的合金粉末材料均能与基体形成结构致密的冶金结合;随着涂层厚度的增加,熔接涂层与基体界面的分界线越来越明显;熔接涂层的硬度远高于基体的硬度,具有良好的力学性能和耐磨性能。     

机械合金化制备表面涂层的力学响应机制数值模拟

以机械合金化法制备金属表面功能涂层这一新型工艺为主要实验背景,通过有限元数值模拟研究在球磨制备涂层的过程中,涂层与基体的界面形貌形成及演变过程,讨论不同工艺参数对界面形貌的影响,进而分析球磨的工艺参数对涂层的制备效果、涂层与基体结合性能的影响。研究不同的球磨参数下,基体材料的残余应力分布和等效塑性应变分布,分析其对基体材料力学性能的影响,并且对该力学响应过程中的热效应进行了数值分析。     

爆炸成型弹丸药型罩用高密度合金选取准则

为解决高密度合金在爆炸成型弹丸（EFP）应用中的破碎失效问题，以典型钨镍系合金为研究对象，对不同钨含量的平板飞片试样开展了爆炸加载试验。基于对受试材料成形性能及失效机理的分析结果，结合传统药型罩材料的共同特性，提出了EFP高密度合金罩材的选取准则，应用该准则进行了罩材选取，并通过爆炸加载成型及侵彻试验进行了验证。研究结果表明：钨镍合金难以形成完整侵彻体的原因在于，钨颗粒作为第二相粒子分布于基体中，使得大变形状态下在相界处因位错塞积而产生的应力集中无法避免，从而导致微裂纹形成并扩展以致材料发生断裂；高密度合金作为EFP药型罩材料，应具备完全固溶体的单相组织，若溶剂金属为非面心立方结构，则须具备低于服役环境温度的韧脆转变温度；依据上述准则选取的单相固溶体合金，其平板飞片与等壁厚球缺罩均能够形成完整侵彻体，试验结果与预期结果相符合。研究结果可以为EFP药型罩用高密度合金的设计、选取和应用提供参考依据。     

钨合金微观力学性能研究

钨合金微观性能的测定对钨合金的研究和设计有着极其重要的意义。以往对于微观性能的测试大都采用测量同种成分的单相材料的性能来代替实际复合材料的微观性能,而其结果与实际结果则存在着很大的误差。采用纳米压痕试验的方法,在钨颗粒与基体不分离的情况下测量其微观性能,分析试验结果,解释宏观现象。分析结果表明,在钨合金材料中,基体相并不是弱相,其对强度的贡献应重新认识。     

异形钨合金零部件镀镍层腐蚀试验研究

为研究镀镍异形钨合金零部件的抗腐蚀性能,进行了实际形状W-Ni-Cu合金零部件高温水雾腐蚀试验,并对比分析零部件不同位置镀层在腐蚀前后的变化情况。结果表明:W-Ni-Cu镍镀层具有比基底材料优越的抗高温水雾腐蚀的能力,可以有效延缓合金零部件的腐蚀失效;镀镍后,形状复杂的W-Ni-Cu合金零部件腐蚀失效的主要因素是镀层在边角处与基底的结合强度低。     

Cu包覆W粉体的制备工艺及表征

在自制的设备上针对不同粒度的钨粉采用化学镀制备铜包覆钨粉末,用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪研究包覆粉末的形貌、成分和物象组成。结果表明,镀层均匀,镀层厚度达到0.45μm。钨粉表面化学镀铜的最佳工艺为:五水硫酸铜20 g/L;酒石酸钾钠13.6 g/L;乙二胺四乙酸二钠27.3 g/L;甲醛15 ml/L;pH=12;温度约60℃、钨粉粒径10μm。     

真空熔结铁基合金涂层的组织结构分析

分析了一种新型真空熔结铁基合金涂层的组织结构。铁基合金涂层是以高铬铸铁为粘结相、以大颗粒 (Cr,Fe) 2 (C ,B)相为硬质相的复合材料 ;(Cr,Fe) 2 (C ,B)相的体积分数约80 % ,粘结相是以奥氏体为基体、其中分布有针状 (Cr ,Fe) (C ,B)相、针状 (Cr ,Fe) 7C3 相和粒状 (Cr ,Fe) 7C3 相。铁基合金涂层的洛氏硬度为HRC5 5 ,表面洛氏硬度为HRA5 7。     

FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层性能研究

利用钨极气体保护焊的方法,在Q235基片上成功制备了FeCoNiCuCrMn高熵合金涂层。XRD结果显示,该涂层形成了简单的FCC结构。室温条件下该涂层的显微硬度达到了435HV0.5,经过850℃退火,涂层的硬度几乎没有变化,表现出良好的高温稳定性。FeCoNiCuCrMn涂层的磨损体积和摩擦系数优于S50C钢。     

钨合金材料绝热剪切带的有限元分析

利用有限元方法分析了钨合金材料中的绝热剪切带,对比分析了热力学参数对钨合金剪切局部化的影响。通过采 用Bodner-Partom无屈服面的本构模型,使得在数值计算中十分的方便。最后对钨合金材料中的剪切带的形成和局部化过 程进行了分析．并且在分别改变密度、静态屈服应力、比热容及热导率等热力学参数下,对比分析了它们对钨合金剪切局 部化的影响程度,结果表明改变静态屈服应力和比热容对钨合金剪切局部化的影响较大。     

活性破片引燃航空煤油实验研究

进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。     

两相钨合金材料的剪切变形局域化研究

对纯钨、镍 -钨 -铁粘结相及由这两相组成的层状复合体在简单剪切受力状态下的变形局域化过程进行了分析 ,用来模拟具有一定细观结构的钨合金复合材料变形机制 .计算结果表明 :两相材料在简单剪切作用下变形集中于粘结相中 .