远离平衡态下镁合金表面激光重熔强化的研究

为了在镁合金表面获得远离平衡态的极端快速冷却结构,对AZ31B镁合金进行了在液氮环境下极端快速冷却的CO2激光表面重熔处理,并对该重熔层的微观结构、性能和强化机制进行了分析研究。研究结果表明：远离平衡态结晶凝固的镁合金表面重熔层的晶粒高度细化,且晶粒大小基本均一。重熔层主要为α-Mg,以及沿晶界析出的极少量β-Mg17Al12。极端快速冷却条件获得的远离平衡态的重熔层的强化机制主要为细晶强化、超固溶强化和位错强化。在此强化作用下重熔层的显微硬度提高到140HV,磨损失量比空气冷却条件下的少50%,耐磨性显著提高。该重熔层的冲击断口特征显示出了塑性变形的痕迹,故该镁合金表面的塑性和韧性也得到了改善。     

微束等离子弧熔凝处理15CrMo钢的组织和性能

利用微束等离子弧对15CrMo钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝后各区域的组织和性能.采用光学显微镜、显微硬度仪、磨损试验机、电化学腐蚀试验等方法对各区域进行了测试分析.结果表明,经微束等离子弧熔凝处理后试样剖面由熔凝区、热影响区和基体三部分组成.15CrMo基体组织为铁素体和珠光体组织,熔凝区组织为马氏体组织,热影响区晶粒大小不一,组织不均匀.熔凝区和热影响区的显微硬度和耐磨性明显高于基体,其显微硬度值约为基体的2倍.电化学试验表明经微束等离子弧表面熔凝处理后可提高试样表面的抗腐蚀性能.     

TP347H钢焊接接头微观组织及断口形貌分析

采用了ER316L和H1Cr18Ni9Ti焊丝对TP347H钢的焊接性进行了研究,测试了焊接接头在常温下的力学性能,对焊缝金属和热影响区进行微观组织观察,并对冲击试件进行了SEM断口形貌分析.发现氧化物等杂质容易聚集在热影响区,内充氩不当在焊缝根部极易形成氧化裂纹,焊接参数大容易引起焊缝区未熔合,在启裂处有脆性断裂迹象.通过分析对TP347H钢的焊接性及工艺参数有了更清楚的认识,对大参数火电机组和核电机组材料的焊接具有一定的帮助.     

镁合金激光加工技术的研究

在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。结果表明：激光切割AZ31B镁合金,切缝窄细平直,垂直度为0．05mm,切面波纹小且分布规律,热影响区不明显;激光焊接镁合金,焊缝成形好,气孔少,热影响区小;AZ31B镁合金激光熔凝处理后,晶粒得到细化,硬度和耐磨性都得到提高。     

AZ91筒形件旋压的组织衍化及微纳力学性能

本文采用强力正旋的方式对AZ91镁合金筒形件进行多道次旋压,通过光学显微镜(OM)和配有电子背散射衍射和能谱的扫描电子显微镜(SEM-EBSD-EDS)对不同旋压道次的微观组织衍化进行观察,结合EDS和X-Ray衍射仪（XRD）对筒形件的物相进行分析,通过纳米压痕试验仪对不同旋压道次镁合金的微区力学性能进行测试。研究结果表明：当AZ91镁合金筒形件的壁厚减薄率达到88.3%时,表面成形良好,无裂纹、褶皱产生;在旋压的初期,主要为外壁镁合金发生塑性变形,随着旋压变形量的增加,筒形件内外壁镁合金变形趋于一致,组织均匀,脆性相Mg17Al12发生破碎,呈流线形弥散地分布在镁合金内部,同时镁合金晶粒也得到细化,并发生动态再结晶;随着变形量的增加,筒形件的强度提高,硬度最高可达1.036 GPa,强化方式主要为第二相弥散强化和细晶强化。     

AZ91筒形件旋压的组织演化及微/纳力学性能

采用强力正旋的方式对AZ91镁合金筒形件进行多道次旋压,通过光学显微镜(OM)和配有电子背散射衍射和能谱的扫描电子显微镜(SEM-EBSD-EDS)对不同旋压道次的微观组织演化进行观察,结合EDS和X射线衍射(XRD)对筒形件的物相进行分析,通过纳米压痕试验对不同旋压道次镁合金的微区力学性能进行测试。研究结果表明:当AZ91镁合金筒形件的壁厚减薄率达到88.3%时,表面成形良好,无裂纹、褶皱产生;在旋压的初期,主要为外壁发生塑性变形,随着旋压变形量的增加,筒形件内外壁变形趋于一致,组织均匀,脆性相Mg_(17)Al_(12)发生破碎,呈流线形弥散地分布在镁合金内部,同时镁合金晶粒得到细化,并发生动态再结晶;随着变形量的增加,筒形件的强度提高,硬度最高可达1.036 GPa,强化方式主要为第二相弥散强化和细晶强化。     

AZ31B镁合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为(英文)

对AZ31B 镁合金焊接接头和热影响区的疲劳裂纹扩展行为进行研究,分析了焊接接头[L-T(W)]和热影响区的紧凑拉伸试验[C(T)],其中热影响区的C(T)试验包括焊缝平行于挤压方向[T-L(H)] 和垂直于挤压方向 [L-T(H)]两种。结果表明:对于L-T(W) 试样,裂纹沿挤压方向扩展,裂纹扩展经历先快后慢的扩展过程;T-L(H) 试样裂纹平行于缺口方向扩展,L-T(H)试样裂纹为平行于缺口方向和与缺口成一定角度两种扩展方向,裂纹扩展经历先慢后快的扩展过程。裂纹尖端扩展为穿晶和沿晶的混合模式,疲劳断口为准解理特征的脆性断口。     

不同激光功率下镁合金表面激光熔覆Ni60合金涂层的显微组织和磨损性能

为提高镁合金表面的耐磨性,利用5kW横流连续CO2激光器在AZ31B镁合金表面熔覆Ni60合金粉末,制备了无裂纹、气孔等缺陷的熔覆层。分析讨论了不同激光功率下熔覆层的显微组织和磨损性能。结果表明:熔覆层的显微组织为典型的枝晶状态,且随着激光功率的增加,枝晶尺寸增加;不同的激光功率下,熔覆层都由Mg、MgNi2、Mg2Ni3Si、Mg2Ni、Mg2Si和FeNi组成,但当激光功率增加时,Mg相含量逐渐减小,其它相含量逐渐增多。在枝晶细化和各种金属间化合物的共同作用下,熔覆层的显微硬度和耐磨性能都得到提高,且激光功率P=3 000W时,提高程度最大,即显微硬度提高了840%～1 102%,磨损失量是原始AZ31B镁合金的8.57%。     

443铁素体不锈钢随焊激冷焊接接头的组织性能

针对铁素体不锈钢焊接接头晶粒粗大的特征,采用钨极氩弧焊随焊冷却方法对443铁素体不锈钢进行焊接,分析其焊接接头组织性能,并与自然冷却条件下焊接接头的组织性能进行了对比。研究结果表明,采用随焊冷却的方法细化了焊接接头热影响区的晶粒,提高了焊接接头力学性能,特别是冲击性能得到较大提高。晶间腐蚀试验表明443不锈钢焊接接头有良好的耐晶间腐蚀性能;探讨了随焊冷却方法改善焊接接头组织性能的影响因素和机理。     

镁合金表面激光熔覆Al-Si基纳米SiC复合涂层的组织及性能

纳米材料由于其结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,为了将纳米材料的优异性能应用到镁合金表面改性当中,利用横流CO₂激光器在AZ31B镁合金基体上制备了Al-Si合金粉末+5%纳米SiC粉末复合涂层,采用光学显微镜、扫描电子显微镜观察了熔覆层的显微组织并分析了微区成分分布情况,激光熔覆层与基体结合良好,熔覆层的显微组织具有明显的结构特征,出现了大量的十字架结构。X射线衍射结果表明,激光熔覆层的组成相主要为Mg₂Si、Mg₂C₃、Mg₁₇Al₁₂、A_l3.21Si_0.47等。利用显微硬度仪进行了硬度测试,由于在激光熔覆过程中新形成的化合物起到了强化作用,熔覆层的最高显微硬度可达216 HV0.2,是基体的3倍多。