激光淬火对高速动车组EA4T车轴钢组织和性能的影响

为提高EA4T车轴钢的表面硬度和耐磨性能,采用激光淬火对调质态车轴进行表面改性。利用扫描电镜、显微硬度计、纳米压痕仪等对激光淬火层的微观组织、相变层深度和硬度进行了详细的表征。结果表明:EA4T车轴钢表面经过不同工艺激光淬火后,相变层内的淬火组织主要由细小的板条马氏体和粒状贝氏体组成,其深度根据工艺不同从100 μm到800 μm不等,并呈现随淬火功率的增加和扫描速度减小,相变层深度逐渐增加的趋势。淬火相变层区域内,车轴钢的显微硬度基本保持在450 HV0.2左右,约为基体硬度的2倍,耐磨性显著提高。由于淬火道次之间搭接的原因,淬火层呈现波形分布,其中波谷马氏体含量高于波峰位置,因此其硬度明显高于波峰处。     

Ti6Al4V钛合金表面蓝色微弧氧化膜的制备及性能

利用微弧氧化技术在Ti6Al4V钛合金表面制备出蓝色微弧氧化膜。对微弧氧化膜的微观形貌和元素组成进行了分析,并对微弧氧化膜的显微硬度进行了测试。结果表明:微弧氧化膜表面光整,呈均匀深蓝色,其主要由Ti、Mn、O和C四种元素组成,还含有少量的V、Al和Si元素;微弧氧化膜的表面粗糙度约为0.159μm,与钛合金的表面粗糙度相近;微弧氧化膜的显微硬度为5 437.4 MPa,显著高于钛合金的显微硬度。     

稀土含量对Ti6Al4V钛合金等离子渗氮层组织和摩擦学性能的影响

目的研究稀土含量对Ti6Al4V钛合金表面等离子体渗氮层结构和性能的影响。方法运用等离子表面改性技术对Ti6Al4V(TC4)钛合金进行等离子渗氮处理,渗氮过程中通入不同含量的稀土作为催渗剂,以获得钛合金表面强化层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察渗氮层组织,用X射线衍射仪(XRD)分析渗层相组成,用能谱仪(EDS)检测渗层的化学成分,用维氏显微硬度计测量渗层的显微硬度,用球-盘式摩擦磨损试验机和三维轮廓仪检测渗层的摩擦磨损性能。结果TC4钛合金表面等离子渗氮层结构包括表面化合物层(主要成分为δ-TiN)和扩散层(主要为N原子扩散形成的N-Ti固溶体),加入稀土可以促进N原子向基体的扩散,提高渗氮速度。渗层厚度增加,硬度和耐磨性能提高,扩散层使钛合金基体与化合物层之间的硬度梯度更加平缓。当稀土通入速率为60 mL/min时,渗层厚度可达155μm,表面硬度为1275HV0.05,摩擦系数降到0.27,磨损率明显降低。结论钛合金等离子渗氮过程中加入稀土可以有效提高渗速,改善渗氮层硬度,提高材料表面的耐磨性能。     

纳米晶NiCrC涂层长时加热的显微组织和硬度变化

目的 探讨纳米晶NiCrC涂层长时高温条件下的显微组织和硬度演变规律。方法 采用超音速火焰（HVAF）喷涂低温球磨纳米晶合金粉末（液氮介质）制备了纳米晶NiCrC涂层，在650 ℃空气环境中对涂层进行总时长200 h的等温热处理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、维氏显微硬度计等方法，对涂层样品的显微组织、物相构成、晶粒尺寸和显微硬度进行了测试分析，同时对原料粉末也进行了相同条件下的对比分析。结果 NiCrC涂层显微组织的主要特征为：纳米晶金属相基体中弥散分布着细小的碳化物颗粒。在保温过程中，纳米晶涂层发生了再结晶和晶粒长大，并伴随有合金基体的脱溶及碳化物的析出、相变和后续生长等现象。该涂层显示出优良的高温热稳定性，在650 ℃保温50 h后，晶粒平均尺寸由初始态的41 nm增长至相对稳定值约100 nm。保温后涂层的硬度总体有所提升，由初始的697HV300（15 s）先升高至最大值801HV300（15 s），而后降至相对稳定值729HV300（15 s）左右。纳米晶粉末的组织和硬度变化特点与涂层相似。结论 在650 ℃保温过程中，纳米晶NiCrC涂层中的合金相脱溶和晶粒长大导致涂层金属相基体的软化，但细小碳化物颗粒的析出强化以及由相变（Cr7C3→Cr23C6）引起的体积分数增加，不但补偿了基体的软化，而且使涂层的整体硬度有所提高。     

时效处理对高频感应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织及性能影响

为了改善抽油杆材料的表面性能,采用高频感应熔覆技术在其表面制备了TiC/Ni复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等研究了涂层经固溶及不同时间时效处理后的显微组织及物相组成,并利用显微硬度计及摩擦磨损实验测试了时效后涂层的性能变化。结果表明:经固溶时效后的涂层并未出现明显缺陷,涂层主要以γ-Ni固溶体、Ni的化合物、CrB、碳化物以及δ相等硬质颗粒组成;时效后涂层的最大硬度达到928.2 HV0.2,相比时效前提高了4%,最低磨损量为48.9 mg,比基材减少了62%,在时效4 h后,涂层的综合性能最好。     

补焊对5754铝合金焊接接头组织和性能的影响

气体绝缘输电线路的外壳需具有良好的焊接质量,如有焊接缺陷,必须补焊修复,但这可能影响焊接接头的性能。为揭示焊缝修补对焊接接头性能的影响,对可用于制作气体绝缘输电线路外壳的尺寸为10 mm×125 mm×500 mm的5754铝合金试板进行了1～3次的补焊试验,检测了未补焊和补焊的焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:未补焊和补焊1、2、3次的接头热影响区均发生了再结晶,焊缝区均为胞状树枝晶,补焊的接头晶粒比未补焊的接头粗大,且随着补焊次数的增加,晶粒更为粗大。此外,补焊和未补焊的接头热影响区均发生软化,抗拉强度为母材的80%～85%,拉伸试样均断裂在热影响区。未补焊和补焊1次、2次的接头的抗拉强度高于退火态母材的抗拉强度,但硬度相差不大;补焊3次的接头硬度最低。未补焊和补焊的接头的热影响区硬度最低。