双丝电弧喷涂Ni-Al粉末特征及复合涂层显微结构

采用双丝电弧喷涂在6061-T6铝合金基体上制备Ni-5Al(质量分数,%)为底层,Ni-20Al(质量分数,%)为面层的Ni-Al复合涂层。通过不同雾化气体压力并利用机械手以水方式回收喷涂Ni-Al粉末,利用扫描电镜观察粒子形貌特征,对喷涂过程中的Ni-Al粉末表面和截面形貌进行了分析。采用SEM,EDS,XRD和TEM对涂层的显微结构进行了表征。试验结果表明,双丝电弧喷涂过程中,喷涂熔滴粒子随着雾化压力的增大,尺寸减小,从表面形貌上观察,2种丝材喷涂过程中产生的熔融粒子形态没有明显差别,都是由Al2O3和Ni的Al化物组成。双丝电弧喷涂获得的Ni-Al复合涂层,Ni-5Al(质量分数,%)涂层中的主相是Ni固溶体,还包括少量Ni O,Al2O3和Ni3Al4;Ni-20Al(质量分数,%)涂层中的主要组成相为Ni固溶体、Ni Al和Ni3Al。涂层中存在非晶相和等轴晶,经过电子探针能谱分析,主要由Ni,Al和O等元素构成。     

光伏废料制备Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性

将光伏废料经酸洗除杂后,与硅粉按85∶15的质量比配料,以聚乙二醇做结合剂,成型为10 mm×10 mm×20 mm的生坯后,在1380℃保温2 h氮化制成Si3N4-SiC材料,然后研究了该Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性。结果表明:1)制备的Si3N4-SiC材料在空气气氛中抗氧化性较好,主要是由于其氧化产物Si2N2O和SiO2填充气孔,促进烧结,提高了试样的致密度。2)在静态熔盐(Na3AlF6)中的抗侵蚀性能较好,主要是由于Na3AlF6渗入气孔中,使其显气孔率降低。3)在动态熔盐中的抗侵蚀性相对变差,主要是由于CO2气体的搅拌和对Si3N4、SiC的氧化二者共同作用的结果。     

不锈钢电弧铆焊焊点组织及力学性能

采用电弧铆焊的方法对3 mm+5 mm厚的0Cr18Ni9不锈钢钢板采用搭接形式实现连接. 通过优化焊接电流及其作用时间的参数匹配，以期得到最佳的焊点显微组织和力学性能. 采用X射线检测焊点缺陷的存在，使用金相显微镜研究焊点熔深和熔核尺寸的变化，使用电子万能试验机测试焊点的抗剪力. 结果表明，电弧铆焊焊点呈蘑菇状，与基体圆滑过渡，成形良好，无气孔、裂纹等宏观缺陷. 随着第一段和第二段焊接电流的增大，焊点的熔深和熔核尺寸，及焊点抗剪力随之增大. 优化的工艺参数下，熔深尺寸可达4.07 mm，熔核尺寸可达7.73 mm，抗剪力可达23.654 kN，满足生产需求.     

Al73-Si10-Ni9-Ag8粉末填充材料对TC4钛合金/2A14铝合金电弧熔钎焊接头性能的影响

为了促进TC4钛合金/2A14铝合金复合构件在工业中的应用,采用TIG电弧熔钎焊的方法,通过添加Al73-Si10-Ni9-Ag8粉末填充材料,以3 mm厚TC4钛合金板和2A14铝合金板为试验材料,研究了粉末填充材料对焊接接头力学性能的影响。结果表明:采用110A的焊接电流时,焊缝表面成形良好,当添加粉末填充材料后,接头平均抗拉强度由未添加时的216. 7 N/mm~2上升为238. 9 N/mm~2,接头中金属间化合物层厚度由未添加粉末填充材料时的10μm降为7μm,且Ti-Al金属间化合物种类以及TiAl_3相含量减少,对提高接头强度起到促进作用。     

梯度铜碳复合材料的载流摩擦磨损性能

基于放电等离子烧结(SPS)技术,采用粉末冶金的方法制备梯度铜碳复合材料和非梯度铜碳复合材料。并在专用销-盘高速摩擦磨损试验机HST-100上进行摩擦磨损试验,研究载流条件下,梯度铜碳复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:梯度铜碳复合材料(5 mass%C-10 mass%C)的摩擦系数平均值与同浓度(7.5 mass%C)非梯度铜碳复合材料相差不大,但其动态摩擦系数的波动性明显减小。其摩损率与碳含量7.5 mass%C非梯度铜碳复合材料相比明显降低,与碳含量为10 mass%的铜基复合材料相差不大,磨损率约为7 mg/m。梯度材料的载流效率和载流稳定性和10 mass%C铜基复合材料的相近,分别约为74%和73%。对于非梯度材料:随着石墨含量的增加,铜基复合材料的摩擦系数降低,摩擦系数波动幅度也减小,磨损率降低,载流效率和载流稳定性增加。采用放电等离子烧结(SPS)技术制备的铜基复合材料,磨损过程主要表现为机械磨损和电弧侵蚀。其中电弧侵蚀的行为主要是熔融、喷溅。非梯度复合材料的电弧侵蚀区域分布比较分散,在摩擦出口区域和材料的其他部位也都有存在,而梯度铜基复合材料的电弧烧蚀区域明显减小,仅出现在出口区域。     

EH40钢摆动电弧窄间隙MAG焊接头粗晶区微观组织与性能

采用2种焊接工艺参数对EH40微合金化钢进行摆动电弧窄间隙MAG焊，研究了填充厚度对热影响区粗晶区亚区分布的影响，并考察了焊接接头的力学性能。研究结果表明，摆动电弧窄间隙MAG焊适用于微合金化钢的窄间隙焊接，焊缝成形良好，未见未熔合等缺陷。填充厚度较大时，热影响区各亚区变化规律为未变再热粗晶区(UACG-HAZ)-过临界再热粗晶区(SCRCG-HAZ)-临界再热粗晶区(IRCG-HAZ)-粗晶区(CG-HAZ)；填充厚度较小时，热影响区各亚区变化规律体现为SCRCG-HAZ到IRCG-HAZ。拉伸试样全部在母材处断裂，室温冲击吸收能量均能满足要求，摆动电弧窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的EH40钢窄间隙MAG焊接头。     

电弧摆动对窄间隙GMAW横焊打底焊道成形的影响

采用一款新型摆动电弧窄间隙熔化极气体保护焊焊枪,对FH40厚板进行窄间隙横焊试验,探究不同工艺参数对打底焊道成形、熔滴过渡及缺陷的影响规律。结果表明,摆动幅度对焊道的熔宽和表面凹凸度影响最大,焊接速度对熔深和焊道成形的不对称性影响最大;电弧不摆动时,熔池铺展范围小,焊道凸而窄,坡口两侧无法熔合;电弧摆动过程中熔滴过渡形式和熔池流动状态会发生变化,合适的电弧摆动幅度有助于熔池均匀填满坡口,获得侧壁熔合良好、成形对称的打底焊焊道,但过大的摆动幅度会加快熔池下淌,甚至造成焊道外凸、咬边等焊接缺陷。     

低碳钢电弧熔覆增材层摩擦磨损及抗腐蚀性能

目的 针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺，研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性，为实现TIG焊修复应用提供保证。方法 通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处，对熔覆接头的显微组织进行分析，并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪，对基体和增材层进行摩擦性能测试，并表征摩擦磨损后的表面形貌，探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果 修复后的增材层显微硬度（220.17HV）高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体，随着磨损载荷的增加，增材层的摩擦系数逐渐降低，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小，在NaCl溶液中点蚀坑小且分散，增材层的腐蚀电流密度（1.8349×10-6 A/cm2）小于基体的腐蚀电流密度（6.5251×10-5 A/cm2），增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论 电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求，实现了低碳钢破损零部件的表面修复与强化。