AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能

以Ti、Al和Cr为靶材,采用阴极离子镀在YT14硬质合金刀具表面制备一层AlTiCrN涂层,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了其表面和界面形貌、化学元素组成和物相,并用线扫描和面扫描研究了涂层中化学元素在结合界面处扩散机理.用划痕法表征其界面层结合强度,对界面结合机理进行了讨论.AlTiCrN涂层的物相主要以AlN、CrN和TiN为主,涂层在(111)晶面具有很强的择优取向.涂层中Al、Ti、Cr和N原子数分数高于基体,在结合界面处呈阶梯状过渡分布,基体中C原子扩散进入TiN、AlN和CrN晶格点阵中,形成明显的扩散层.涂层结合界面为机械+扩散形式,其结合方式主要是由吸附结合、扩散结合和化合结合方式组成.划痕过程中涂层经历弹性变形、塑性变形和涂层剥离三个阶段,界面结合强度为59.2N.      

热处理时间对Ni P镀层组织形貌和磨损的影响

利用化学镀在ZL113铝合金表面制备了非晶态Ni P镀层,在350℃下对镀层进行20~140min热处理后,用扫描电镜（SEM）,能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）分析了热处理时间对镀层表面形貌、化学元素含量和晶化物相组成的影响,考察了Ni P镀层表面显微硬度的变化规律,进行了系列时间热处理后镀层的耐磨性能试验.结果表明：热处理使得化学镀Ni P合金镀层结构重组,形成Ni Ni3P混合物相,其中Ni3P是Ni P镀层表面显微硬度得到提高的主要机制;镀层表面显微硬度随热处理时间增加呈先增加后减少的趋势,在60min时达到最大值;热处理时间对镀层的摩擦因数影响较小;Ni P镀层的耐磨性明显高于镀态,60min热处理镀层的耐磨性最好,其磨损过程表现为磨粒磨损.     

X70管线钢渗铝层盐雾腐蚀后能谱面扫描分析

利用激光热效应对X70管线钢进行渗铝处理,研究了其在5％盐雾试验中的腐蚀行为,通过SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀产物表面-界面形貌、化学元素面扫描和物相组成进行了分析,探讨了渗铝层耐盐雾腐蚀机理.结果表明,渗铝层界面由渗铝层、扩散层和基体组成,Al和Fe原子在扩散层相互扩散,形成了FeAl2金属化合物相,是界面冶金结合的主要机制;盐雾腐蚀以点蚀为主,表面出现裂纹是热扩散过程中热应力作用的结果;腐蚀后渗铝层界面中存在Al和O元素的分层富集现象,形成的Al2O3氧化膜有效地阻止Cl-对基体金属的腐蚀,Al在渗铝层的局部富集是保护基体的主要因素,提高了X70管线钢的耐盐雾腐蚀性能.     

激光冲击对X70管线钢焊缝盐雾腐蚀的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊缝进行了表面改性处理,通过人工气氛盐雾腐蚀试验考察了激光冲击处理前后焊缝的盐雾腐蚀行为.用扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射技术分析了盐雾腐蚀后焊缝表面形貌、腐蚀物的化学元素和物相组成,讨论了激光冲击处理对其腐蚀机理的影响.结果表明,原始状态的X70管线钢焊缝存在残余拉应力,易与腐蚀介质Cl-发生应力腐蚀开裂,且与晶界腐蚀共同作用发生剥落腐蚀;激光冲击处理使得试样内部晶粒细化,表层产生强化层,有利于提高焊缝抗盐雾腐蚀性能.     

激光淬火对40CrNiMo高强度钢拉伸性能与断口形貌的影响

利用CO₂激光对40CrNiMo高强度钢表面进行了淬火处理,通过拉伸对比试验分析了激光淬火处理对试样拉伸性能的影响,用扫描电镜和能谱分析仪观察了激光淬火前后试样断口形貌与化学成分组成,并对其断裂机理进行了探讨。结果表明：激光淬火后40CrNiMo的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了25.3%、24.4%和7.1%,而断面收缩率降低了7.6%,存在明显的屈服阶段,呈现出连续屈服特征;与原始试样相比,激光淬火后40CrNiMo的屈服强度和抗拉强度明显提高,拉伸断裂方式和分层现象没有明显改善,试样表面断口处孔隙率降低,呈现准解理形貌。     

阴极弧离子镀TiAlSiN涂层摩擦与磨损行为

采用阴极弧离子镀法在GH4169合金表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜和能谱仪分析了其表面和界面的形貌和能谱,用轮廓仪测试了涂层表面粗糙度.在往复式摩擦磨损试验机上进行了涂层摩擦与磨损实验,通过能谱仪分析了涂层表面磨损后点能谱和面能谱,考察了TiAlSiN涂层的摩擦因数和磨损性能,对其磨损机理进行了讨论.实验结果显示涂层表面组织结构较为致密,表面粗糙度为194.57 nm;涂层主要成分为Ti、Al、Si和N元素,Si原子细化了TiN和AlN晶粒;涂层结合界面发生了化学反应和成分的相互扩散,其结合形式为化学结合;涂层摩擦因数平均值为0.493,磨损形式为磨粒磨损;磨损痕迹面扫描结果表明,磨损后Al和Ti形成的氮化物减少,Si和N原子无明显的减少现象,涂层耐磨性增强主要依赖于Si和N形成的化合物.