偏压对DLC薄膜结构及摩擦学性能的影响

目的通过调节偏压,改善无氢DLC薄膜的微观结构,提高其力学性能和减摩抗磨性能。方法采用离子束辅助增强磁控溅射系统,沉积不同偏压工艺的DLC薄膜。采用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌,采用拉曼光谱仪对薄膜的微观结构进行分析,采用纳米压痕仪测试薄膜硬度及弹性模量,采用表面轮廓仪测定薄膜沉积前/后基体曲率变化,并计算薄膜的残余应力,采用大载荷划痕仪分析薄膜与不锈钢基体的结合力,采用TRB球-盘摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦学性能,采用白光共聚焦显微镜测量薄膜磨痕轮廓,并计算薄膜的磨损率。结果偏压对DLC薄膜表面形貌、微观结构、力学性能、摩擦学性能都有不同程度的影响。偏压升高导致碳离子能量升高,表面粗糙度呈现先减小后增加的趋势,-400V的薄膜表面具有最小的表面粗糙度且C─C sp^3键含量最多,这也导致了此偏压下薄膜的硬度最大。薄膜的结合性能与碳离子能量大小呈正相关,-800 V时具有3.98 N的最优结合性能。不同偏压工艺制备的薄膜摩擦系数随湿度的增加,均呈现减小的趋势,偏压为-400V时,薄膜在不同湿度环境中均显示出最优的摩擦学性能。结论偏压为-400 V时,DLC薄膜综合性能最优,其表面粗糙度、硬度、结合力和摩擦系数分别为2.5 nm、17.1 GPa、2.81 N和0.11。     

Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1 200 ℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100 μm,是理想的加热温度。     

Electrical properties of amorphous SiCxNyHz-ceramics derived from polyvinylsilazane

Electrical properties of monolithic, amorphous SiC_xN_yH_z-ceramics derived from 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinylcyclotrisilazane via polymer pyrolysis were investigated from room temperature to 400 °C using impedance spectroscopy. Depending on the pyrolysis temperature T_p, the d.c. conductivity varies up to 8 orders of magnitude. The temperature dependence of samples pyrolysed at low temperatures (T_p=700–1200 °C) follows a Mott law, whereas samples pyrolysed at high temperature (T_p=1400 °C) show an Arrhenius dependence. Structural changes during pyrolysis were characterized by solid state magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy, Raman spectroscopy and X-ray diffractometry. NMR and especially Raman measurements indicate the formation of sp²-carbon atoms, which rearrange towards graphitic-like domains with increasing pyrolysis temperature. This observation can explain the related increase of the d.c.-conductivity.     

变规格过程中圆盘剪张力优化设定方法

针对变规格过程中圆盘剪张力设定值频繁突变,使控制系统不断发送调整信号,造成圆盘剪前后带钢实际张力的大幅波动,影响剪切稳定的实际问题,结合圆盘剪的设备及工艺特点,在首次引入张力设定值允许调整系数的基础上,提出了一套圆盘剪变规格过程中以稳定剪切为目标的张力设定方法,即通过预先计算变规格前后钢卷张力设定值的调整率来判断是否改变张力设定值,有效减少了张力设定值的调整次数,降低了剪切过程中实际张力值的波动率,提高了剪切稳定性,改善了圆盘剪的剪切质量,抑制了毛刺等缺陷的发生率。该技术投入现场应用后,效果良好,同时减少了下游用户的质量异议。     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX—SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。     

Grain boundary structure and intergranular stress corrosion crack initiation in high temperature water of a thermally sensitised austenitic stainless steel,observed in situ

The development of an intergranular stress corrosion crack initiation site in thermally sensitised type 304 austenitic stainless steel has been observed in situ in high temperature oxygenated water using digital image correlation of time-resolved optical observations. The grain boundary normal stresses were calculated using the Schmid-Modified Grain Boundary Stress (SMGBS) model of Was et al., applying three-dimensional data for the grain boundary planes and grain orientations. The initiation site coincided with the most highly stressed sensitised boundary, demonstrating the importance of the combined contributions to crack initiation of grain boundary structure and plastic strain incompatibility.     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX-SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。