多弧离子镀与磁控溅射共沉积TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性能

TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性研究对于扩大其应用领域具有重要作用,但目前鲜见相关报道。采用多弧离子镀与磁控溅射技术以不同调制周期在304不锈钢表面共沉积TiN/TiCN多层膜。采用XRD、XPS、倒置显微镜及高温氧化试验研究了多层膜的高温抗氧化行为。结果表明:TiN/TiCN多层膜表面光滑平整、均匀致密,薄膜主要为具有Ti-(C,N)键的fcc-TiN结构;随着调制周期的减小,TiN/TiCN多层膜生长取向发生转变,且具有(111)晶面生长织构;随着氧化温度的升高,多层膜的显微硬度逐渐降低,氧化增重速率不断增大,且在700℃之后变化速率较快,薄膜的开始氧化温度约为750℃;随着调制周期的减小,多层膜TiN与TiCN界面层数量增多,促使晶粒细化,提高了其致密性,还隔断了缺陷贯穿薄膜的连续性,显著降低了薄膜的孔隙率,致使O原子扩散困难,增强了薄膜的高温抗氧化性能。     

粉煤灰/二氧化硅活性剂在Q235钢A-TIG焊中的应用

为了探究粉煤灰作为A-TIG焊活性剂的可行性,以粉煤灰和不同含量的二氧化硅制备复合活性剂在Q235钢基体表面进行A-TIG焊,研究了复合活性剂成分含量对焊缝截面形貌、显微组织和元素分布的影响.结果表明:采用粉煤灰-40%SiO_2作为复合活性剂进行A-TIG焊时,可将6 mm厚Q235钢板一次性焊透,焊缝深宽比可达到0.85;焊缝出现明显的中间收缩倾向,呈"深口杯"状,可实现单道焊双面成型的效果;其焊缝柱状晶数目较多、组织排列规则且具有方向性,熔合区和热影响区组织均匀细小,可降低焊接母材的过热倾向;相对于100%SiO_2活性剂,Si元素的溶入量和溶入深度显著增加,这说明粉煤灰中其他成分的存在对Si元素溶入焊缝、进而增加焊缝熔深起到促进作用.采用粉煤灰-40%SiO_2为活性剂进行A-TIG焊时焊缝熔深的增加机理可能是以电弧收缩理论为主,但考虑到Al元素溶入较深且溶入量较多,粉煤灰中其他物相又十分复杂,在高温电弧作用下各物相之间相互反应放热致使电弧热输入增加、其他组分在熔池中改变了熔池表面张力温度梯度等均可能致使焊缝熔深增加.     

Al-B2O3-CeO2-粉煤灰复合增强涂层成分设计及冲蚀磨损分析

为了提高粉煤灰作为增强材料在金属基复合材料中的应用和性能,通过热力学分析和正交优化试验确定Al-B₂O₃-CeO₂-粉煤灰复合增强涂层各成分之间可能发生的反应及最佳配方比例,采用等离子喷涂在ZG310-570基体制备了粉煤灰复合增强涂层,分析了粉煤灰复合增强涂层的表面形貌、物相和冲蚀磨损性能。结果发现,热力学分析和正交优化试验表明Al、B₂O₃、CeO₂和粉煤灰之间能发生固相反应,粉煤灰复合增强涂层配方最佳比例质量分数为粉煤灰55%、B₂O₃20%、Al20%、CeO₂5%;粉煤灰复合增强涂层呈凹凸不平的片层状结构,致密性好,存在纵向裂纹、未充分融化颗粒和孔隙;X射线分析表明粉煤灰复合增强涂层有Al₂O₃、CeB₆、2MgO·SiO₂、3CaO·B₂O₃等新相生成,与热力学分析结果一致;在一定冲蚀时间和冲蚀角度下,不同冲蚀转速时ZG310-570基体表面粉煤灰复合增强涂层的相对耐冲蚀磨损性能比基体分别至少提高了20.41倍、22.43倍和23.17倍。     

油气管道选材及防护技术的研究进展

叙述了油气管道常用材料的研究现状;介绍了高分子化合物涂料、玻璃涂层和金属镀层、缓蚀剂、阴极保护等防护措施的研究成果;分析了各种防护技术的优缺点;展望了今后油气管道选材和防护措施的发展方向.     

Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织及力学性能的影响

研究Ti含量及时效温度对Al-Si7-Mg0.35合金组织和力学性能的影响.结果表明:在三种时效温度:155℃、165℃、175℃条件下,合金的抗拉强度、硬度都随Ti含量的增加逐渐增大,并在Ti为0.2％时达到最大值,随后又逐渐降低,伸长率在时效温度为155℃和165℃时随着Ti含量的增加逐渐下降,在0.2％Ti时达到最低值,而后随着Ti含量的增加稍有增加,在时效温度175℃时伸长率呈下降趋势.随着时效温度的提高,三种含量合金的抗拉强度、硬度基本上都是先升后降,而断后伸长率在含0.1和0.2Ti合金中呈先降而后缓慢上升的趋势,而0.3Ti合金呈下降趋势.     

热处理对低碳钢渗碳后组织与扭转强度的影响

对低碳钢渗碳处理后进行不同的热处理和深冷处理,检测了试件的扭转强度.结果表明:影响扭转强度因素主次顺序依次为深冷处理时间、淬火温度、回火温度和回火保温时间;最优水平为淬火温度870℃、回火温度180℃、回火保温时间2h和深冷处理时间20h;深冷处理提高了低碳钢渗碳后的扭转强度.     

钨精矿粉掺杂Fe-Al合金激光引燃自蔓延合金组织及性能

在钨精矿粉质量分数为1%前提下, 通过改变Al原子分数, 分别为50%、 60%、 70%、 80%, 对其粉末进行压制, 进而将压坯激光点火, 使其发生自蔓延合成反应生成Fe-Al合金, 利用XRD、 SEM、 EDX、 硬度测试、 磨损测试等表征手段, 分析研究了掺杂定量的钨精矿粉后, 不同Fe、 Al配比对烧结Fe-Al合金微观组织结构及宏观性能的影响。结果表明: 在烧结过程中, 压坯实现了自蔓延烧结。产物物相主要为AlFe、 AlFe₃、 WO₃、 AlCrFe₂等, 且随着Al含量的增加, 形成了富Al相。烧结Fe-Al合金组织随着Al含量的增加, 伴随微小裂纹产生。当Al含量达到60%时, 烧结Fe-Al合金显微硬度最大, 达到HK1053; 磨损率最低, 为0.04 mg·mm^-2。     

Ti、B掺杂对高碳铬铁粉末激光熔覆涂层组织及性能的影响

采用激光熔覆在Q235钢表面制备高碳铬铁涂层,利用OM、XRD、硬度测试、摩擦磨损等,研究掺杂0.5%Ti和0.5%B对涂层组织性能影响。结果表明,熔覆涂层物相为α-Fe、CrFe、(Cr,Fe)7C3、Cr7C3;加入Ti元素产生TiC,加入B元素产生BC,且Ti、B的加入,使组织变得均匀细密。当添加0.5%B+0.5%Ti时,沿涂层截面中部硬度达到最大值1731 HV20,磨损率达到最小值0.85 mg/mm2,耐蚀性最好,腐蚀电流达到最小124.4μA/mm2。     

煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域的应用

综述了煤炭固体废弃物的特点及应用现状,着重介绍了粉煤灰及煤矸石等煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域的应用,包括制备复合材料、铸造涂料、复合陶瓷涂层及渗硼保护层等,全面阐述了其制备工艺及性能特点,并指出了煤炭固体废弃物在金属材料热加工领域具有广阔的应用前景。但由于各地粉煤灰、煤矸石的化学成分差异较大,如何依据化学成分差别将其有针对性地应用在金属材料的不同加工技术中,如何进行配方设计及工艺调整等是一项值得深入探讨的问题。     

自限温聚氨酯注浆加固材料的自限温机理及应用性能

鉴于普通聚氨酯注浆加固材料蓄热温度高,井下应用时存在发烟、着火隐患,以Na2SiO3和NaCl的水溶液为自限温添加剂,与聚醚多元醇混合作为白料,以异氰酸酯作为黑料,制备了一种新型自限温聚氨酯注浆加固材料,研究了其组成、结构、蓄热性能和自限温机理。结果表明,自限温聚氨酯注浆材料的最高蓄热温度显著降低,为101.5℃。注浆材料断面存在很多泡孔,孔中含有固体微球,二者之间存在环形缝隙。自限温添加剂中的Na2SiO3吸收异氰酸酯和水的反应产物CO2,生成了Si(OH)4微球,Si(OH)4的脱水吸热是限制体系温度上升的主要原因;环形缝隙中存在的水溶液的汽化吸热是限制体系温度上升的最后屏障。综合性能测试和井下注浆实验表明,自限温注浆加固材料的性能达到或超过煤体加固用高分子材料的国家行业标准,尤其是在蓄热温度上具有突出优势。