置氢TC4钛合金线性摩擦焊接头组织

采用线性摩擦焊技术对置氢TC4钛合金进行了焊接。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等对不同氢含量试样接头各区的显微组织进行分析,并探讨氢致钛合金高温塑性的微观机理。结果表明:置氢钛合金试样接头的焊缝宽度比未置氢试样的明显减小;随着氢含量的增加,试样母材和热力影响区组织中β相的含量增加;氢使得钛合金试样焊缝附近的位错密度降低,说明氢促进了位错运动;置氢钛合金接头组织中层错和孪晶的数量明显增加;在氢含量为0.4%和0.6%(质量分数)的TC4钛合金接头组织中发现了面心立方结构(FCC)的片状氢化物δ。氢主要是通过改变钛合金中的两相比例,促进位错运动和动态再结晶等机制来增强钛合金的高温塑性,从而改善线性摩擦焊的连接性能。     

TC4钛合金线性摩擦焊接头的组织与硬度分析

采用线性摩擦焊焊接TC4钛合金,对焊态下接头的显微组织及硬度进行了分析与测试。结果表明：焊接接头可分为母材区、热机影响区和焊核区。热机影响区组织由母材至焊核区依次为等轴α相和层片状（α＋β）相沿受力方向被拉长组织、纤维状组织中伴有等轴状α和层片状（α＋β）再结晶晶粒、针状α’和少量的α再结晶组织。焊核区组织为针状α’,而且纵向由中心至边缘组织逐渐粗大。垂直于焊缝方向由母材过渡到焊缝中心硬度逐渐由360HV增大到390HV左右,焊核区纵向硬度由中心向边缘逐渐减小到330HV左右。     

采用复合高能喷丸提高工业纯钛的疲劳性能

为提高工业纯钛的疲劳性能,首先采用大尺寸弹丸对纯钛表面进行高能喷丸,制备出一定深度的纳米表层,然后采用小尺寸弹丸进行表面修整喷丸;对复合高能喷丸纯钛的表面质量、疲劳强度及疲劳断口形貌进行了分析、测定,并与单纯高能喷丸及未喷丸的进行了对比。结果表明:采用复合高能喷丸可以有效解决工业纯钛高能喷丸造成的表面损伤、粗糙度高等问题,从而显著提高纯钛的疲劳强度,比未喷丸试样的提高了约52.3%,比单纯高能喷丸试样的提高了13.6%。     

无机防火涂料的制备

研究了无机水性防火涂料制备的相关工艺。对pH值、分散速度、分散时间等影响涂料稳定性因素进行了较为详细的研究，得出了最佳实验工艺参数：即pH值在8．0～9．5之间；色浆部分分散速度：2000。2500r／min；分散时间：30～40min。同时，本研究还得出色漆部分的工艺参数：共混分散速度：500～700r／min；共混分散时间：80min左右。     

40Cr钢喷雾淬火换热系数的计算及数值模拟

为计算ф25 mm×100 mm 40Cr圆柱试件喷雾淬火冷却过程的换热系数,采用四通道采样系统测定了喷雾淬火过程的冷却曲线,并用反传热法中的非线性估算法计算出换热系数。计算结果表明,喷雾淬火过程分3个阶段:膜沸腾阶段、核沸腾阶段和对流换热阶段,并在冷却到120℃时,换热系数达到峰值9800 W·m-2·℃-1。采用此换热系数作边界条件,对40Cr钢的喷雾淬火过程进行了数值模拟,得到淬火过程中不同时刻的温度场、组织场、硬度场和应力场。     

45钢真空扩散焊接时的界面变形及其作用

通过研究45钢的真空扩散焊接工艺,重点研究了焊接界面在压力作用下的塑性变形,探讨了变形率对焊接质量和工艺制定的影响.结果表明,影响45钢真空扩散焊接质量的一个重要因素是在一定压力下的变形率;当变形率超过临界值后,即焊接界面通过塑性变形达到完全弥合后,温度、压力和保温时间对焊接质量影响不明显.焊后退火可改善焊接界面区组织使强度得到保证,扩散焊接时间缩短.     

工业纯钛纳米表层的透射电镜研究

介绍了一种制备表面纳米化样品的横截面透射电镜试样方法,利用该方法对经高能喷丸处理的工业纯钛进行了透射电镜观察与分析。结果显示:用改进的抛丸机,在合适的工艺参数下进行高能喷丸处理,在工业纯钛的表面得到了约10μm深的纳米层;晶粒尺寸由表及里逐渐过渡,纳米表层与基体间无明显的界面,表层晶粒大小在50nm左右,取向随机,为等轴状纳米晶。结果表明,该制样方法,克服了表面自身纳米化样品由于残余应力造成的弯曲变形,可以得到适合于透射电镜观察的横截面试样。     

有机硅KH-570改性硅溶胶杂化涂层的制备研究

以硅溶胶、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,将低钠型碱性硅溶胶经强酸性阳离子交换树脂离子交换后,得到酸性硅溶胶,将其与KH-570按一定比例共混搅拌,通过KH-570在酸性条件下,水解缩聚,制得有机/无机杂化溶胶。以低碳钢Q235为基材,制备出硅烷偶联剂KH-570(MEMO)改性硅溶胶的杂化涂层。以FT-IR测试方法对其结构进行了表征,采用动电位极化曲线测试涂层的耐蚀性能。以光学显微镜、SEM观察涂层与碳钢裸片在腐蚀前后的表面形貌。研究结果表明:酸性硅溶胶与KH-570的水解缩聚产物通过共缩聚反应在碳钢表面形成带有有机基团的无机交联网络,基本骨架由Si-O-Si组成,经过100℃热处理,即可得致密涂层,涂层均匀、透明,无缺陷。电化学分析表明涂层形成物理屏障,为基体提供了优良的腐蚀保护。杂化涂层显现出良好的耐蚀性能。     

WC-Co-Ni硬质合金与45号钢焊条电弧焊研究

为研究硬质合金与碳钢焊条电弧焊连接的可行性,选取低碳钢焊条J422、铸铁焊条Z308和Z408对WC-10Co-20Ni硬质合金与45号钢进行焊条电弧焊连接,通过微观组织分析、X射线衍射(XRD)物相分析、硬度分布测试及弯曲强度测试等手段,对比分析了3种焊条所焊接头的组织与性能,研究结果表明:采用J422焊条焊接后,焊缝组织以马氏体和共晶碳化物为主,并含有η碳化物层,接头结合强度弱,不适于焊接硬质合金;Z308和Z408焊条可以抑制界面η碳化物层的生成,但在焊缝中有大量夹渣,影响接头性能;Z408焊条焊缝有少量的共晶碳化物产生,但因熔敷金属的膨胀系数介于硬质合金与钢之间,能有效缓解焊接应力,较适合用于硬质合金的焊接。使用Z408焊条焊接时,采取适当提高电流,增加摆动频率等工艺措施,可以减少夹渣的数量和分布状态,促进成分和组织均匀化,有利于提高接头性能,弯曲强度可以达到WC-10Co-20Ni硬质合金母材强度的90%以上。     

Shielded metal arc welding of cemented carbide to carbon steel

Electrode ENiFe-C1 and E4303 were selected to join the cemented carbide WC-20Co and carbon steel 45 by shielded metal arc welding process. Microstructure and bending property of the corresponding joints were analyzed. The results showed that the carbon steel electrode E4303 had no proper metallurgy condition for the arc welding of cemented carbide and carbon steel. The C and Ni content of the cast iron electrode ENiFe-C1 could meet the condition of preventing the formation ofη carbide,which was suit to the arc welding of cemented carbide and carbon steel,but the operation parameters needed to be optimized to minimize the slag inclusion. The alloy WC-20Co which did not fit for cold arc welding,by adopting the measure of being preheated at 723 K for 1 h before welding,and being kept at 723 K for 3 h after welding then followed furnace cooling could avoid the happening of crack in the WC-20Co base metal.