脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层腐蚀特性研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究了脉冲电沉积法制各纳米晶Ni和纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构、表面形貌和成分.用浸泡法和电化学极化法研究了纳米晶Ni和不同Co含量的纳米晶Ni-C0合金镀层在3.5%NaCl(质量分数,下同)和5%HCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:通过脉冲电沉积法制各的Ni和Ni-Co合金镀层具有典型的纳米晶结构; 随着含Co量的增加,镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加;所制备的纳米晶Ni-Co合金镀层组织结构均匀致密,其在3.5%NaCl溶液和5%HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni镀层;纳米晶Ni-Co合金镀层在3.5%NaCl溶液的浸泡腐蚀中腐蚀极少,表现出优异的耐腐蚀性能,而在5%HCl溶液中的腐蚀形态则为均匀腐蚀.     

电沉积微纳米镍的组织结构与力学性能

在氨基磺酸镍体系的镀液中通过直流、脉冲电沉积分别制备了不同晶粒尺寸的块体镍.通过室温单向拉伸实验比较了这些镍的力学性能. 结果表明:拓宽电沉积纳米镍的晶粒尺寸分布可显著提高其塑性,同时,保留较高的强度.所制备的具有宽晶粒尺寸分布(5～120 nm)的平均晶粒尺寸为27.2 nm的纳米镍,抗拉强度为1162～1211 MPa,断裂伸长率为10.4%～11.4%.与平均晶粒尺寸为22.4nm的窄晶粒尺寸分布(5～60 nm)的纳米镍相比,抗拉强度降低约200 MPa,但断裂伸长率提高了3.4%.通过对纳米镍微观组织的TEM观察,揭示了宽晶粒尺寸分布纳米镍中塑性的显著提高源于塑性变形中大晶粒(100 nm以上)内存在类似传统粗晶材料中的晶内位错滑移.     

脉冲电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层热稳定性的研究

采用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等方法研究脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金镀层的组织结构和合金成分.测定不同退火温度下纳米晶Ni-Co合金镀层的显微硬度,并着重研究Ni-23.5%Co(质量分数)合金的热稳定性,结果表明:随着退火温度的升高,纳米晶Ni-Co合金在低温退火后显微硬度有所升高,在250℃时达到最高值,然后随退火温度的继续升高而降低.纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒尺寸逐渐增大,从原始晶粒尺寸13.5nm长大到300℃时的98.5nm,在升温速率为20K·min-1的DSC曲线中,Ni-23.5%Co合金在约300～350℃一直是低能放热,随后出现明显的放热峰,其峰值温度为372℃,放热焓为14.22J·g-1.通过测定不同升温速率条件下的DSC曲线峰值温度,由Kissinger方程求得纳米晶Ni-23.5%Co合金镀层的晶粒长大激活能为212.SkJ/mol.     

电沉积纳米晶Ni-Fe合金在碱性溶液中的腐蚀性能

通过脉冲电沉积的方法制备纳米晶Ni和Ni-Fe镀层,采用浸泡法和电化学的方法研究了镀层在10%NaOH溶液中的腐蚀行为.结果表明:在纳米Ni中加入适量的Fe可以提高其耐蚀性能.Ni-7.72?合金镀层的耐蚀性能高于纳米Ni,而Ni-12.65?合金镀层耐蚀性与纳米Ni的相当.在Ni-Fe合金镀层中,耐蚀性随着铁含量的增加而降低.在10%NaOH溶液中,所有镀层的Tafel曲线上均可观察到钝化区,表现了很好的耐蚀性.     

Ti-14Nb-4Sn形状记忆合金的性能研究

为了验证Ti-14Nb-4Sn(at%)合金用于制备压力管道管接头的可行性,研究了该合金的超弹性和形状记忆效应。针对淬火温度对形状记忆合金性能具有重要影响的特点,采用了不同的淬火工艺对合金进行热处理,由弯曲试验确定了合金获得良好性能的淬火温度。通过拉伸试验对合金的超弹性进行了进一步研究与分析,发现了400℃淬火合金具有接近完全的超弹性,得到了循环拉伸可以明显改善合金超弹性的结论。研究结果表明,经过特定温度淬火后的Ti-14Nb-4Sn合金具有良好的超弹性和形状记忆效应,可作为压力管道管接头的优良选材。     

激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性

为探究Cr元素对高熵合金涂层组织结构和性能的影响,在45钢基体上用激光熔覆方法制备了FeCoCrxNiB高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度和耐磨测试等方法研究了Cr含量对FeCoCrxNiB激光熔覆高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:熔覆态高熵合金的组织均由先共晶M2B相和共晶组织(面心立方结构相(FCC)+M2B相)组成。随着Cr含量的增加,共晶组织含量增多,M2B相减少,先共晶硼化物形态呈现不规则颗粒状到树枝状再到条块状的变化,共晶组织形貌由蜂窝状向片层状转变。涂层平均硬度随着Cr含量增加逐渐降低,FeCoCr0.5NiB涂层平均硬度最高为860HV0.2。涂层的耐磨性能与硬度呈正相关关系,即FeCoCr0.5NiB涂层耐磨性最高,FeCoCr3NiB涂层耐磨性最低。     

薄壁高强韧轻载动力机械活塞挤压铸造模具设计

为了确定薄壁高强韧轻载动力机械活塞的最佳工艺及模具结构,采用Flow-3D对不同挤压铸造工艺方案的充型及凝固过程进行了模拟,确定了最佳的工艺方案。基于此方案的模流分析,优化了模具结构。经生产验证,设计方案合理,符合铸件使用要求。     

微晶和纳晶Co–Ni–Fe合金摩擦磨损特性的比较

用脉冲电沉积技术制备了表面平整光亮的纳晶Co–Ni–Fe合金镀层。将纳晶镀层退火获得微晶Co–Ni–Fe合金镀层。采用XRD、TEM、EDS等方法研究了微晶和纳晶镀层的微观组织结构和合金成分。在干滑动条件下测定了微晶和纳晶镀层的摩擦磨损性能,并研究了磨痕的组织结构和硬度变化。结果表明:微晶和纳晶镀层均为单相面心立方结构。微晶和纳晶镀层磨损过程的塑性变形机制存在明显差异。摩擦磨损使纳晶发生晶粒长大,而对其硬度影响不大;摩擦磨损使微晶镀层表面发生纳米化,且存在明显的加工硬化现象。纳晶镀层的耐磨性能优于微晶镀层,但两者的主要磨损机制均为粘着磨损。     

Fe—Mn—Si基记忆合金回复应力的研究

研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ基形状记忆合金的回复应力与合金强度，预变形量和回复循环次数的关系，结果表明，回复应力与合金强度和形状回复率有关，但强度是主要因素，合金强度越高，回复应力越大，回复应力在前两次循环回复后明显增大，以后逐渐缓慢，趋于稳定。     

烧结温度对(Ti, W, Mo, Nb)(C, N)-(Co, Ni)金属陶瓷组织结构和性能的影响

本文以(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料为研究对象,研究烧结温度对金属陶瓷的成分、微观组织和力学性能的影响,初步探讨成分、微观组织与材料强度的关系。研究结果表明：烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷组织特征有显著的影响;合金的总碳(Ct%)随着烧结温度的提高而降低,当烧结温度达到1490℃时,合金总碳的急剧降低,导致合金组织中出现脱碳相(η相),从而使得合金的硬度(HV₃₀) 、断裂韧性(KIC)和抗弯强度(TRS)降低;1470℃烧结温度下,(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷合金的硬度(HV₃₀) 、断裂韧性(KIC)和抗弯强度(TRS)的匹配最佳,表现为在实际应用工况下的综合切削性能最优。