含LPSO相Mg-Y-Cu合金的腐蚀行为

采用重力铸造方法制备了4种Mg100-3xY2xCux(x=0.5,1,1.5和2 at％)合金,借助扫描电镜观察了合金的铸态组织,采用浸泡试验和电化学试验研究了合金的耐蚀性.结果 表明:随着Y、Cu含量的增加,合金中LPSO相的体积分数显著增加,其形貌也由不连续网状和孤岛状共存转变为连续网状分布.LPSO相对合金的腐蚀具有双重作用.Mg98.5Y1Cu0.5合金的耐腐蚀性能最佳,Mg97Y2Cu1合金的耐蚀性能最差,4种合金按照耐腐蚀性能由高到低排序为:Mg98.5Y1Cu0.5＞Mg95.5Y3Cu1.5＞Mg94Y4Cu2＞Mg97Y2Cu1.     

TA15钛合金双道次热压缩变形软化行为及等轴α相组织演变规律

对TA15钛合金进行了双道次热压缩实验,研究了该合金在变形温度910、940和970℃,应变速率0.01、0.1和1 s1及道次间隙保温时间600、1000、1400、1800和2200 s等不同变形参数下的软化行为,定量计算了相应的等轴0晶粒尺寸及其含量.结果 表明:TA15钛合金在双道次热压缩过程中,较高的变形温度和较小的应变速率会促使变形过程中的流动应力减小;在道次间隙保温过程中,材料呈现出了静态软化现象,其静态软化率随着变形温度的升高、应变速率的增大及道次间隙保温时间的延长而增加,且受应变速率的影响程度最大;此外,从合金的微观组织中观察到等轴d相晶粒在道次间隙保温过程中得到了明显的细化,且细化程度与其静态软化呈正相关性.     

含Cu的HSLA钢中富Cu团簇的粗化行为及其对力学性能的影响

利用原子探针层析技术(APT)对含1.4 mass％ Cu的低合金高强度钢(High strength low alloy,HSLA)在450℃回火2～100 h后的富Cu团簇进行了表征,并对富Cu团簇的粗化行为及其强化行为进行了定量分析,通过拉伸实验测定了实验钢的力学性能.APT结果表明:随着回火时间的延长,富Cu团簇的等效半径逐渐增加、数量密度逐渐降低.富Cu团簇的粗化系数k,由回火2～10h的1.9 nm3/h,减小为50～100 h时的0.27 nm3/h,导致富Cu团簇粗化速率下降.回火过程中,析出的富Cu团簇通过与位错的交互作用,显著提高了1.4Cu钢的屈服强度,回火2～10h时后实验钢出现了一个屈服强度约为1076 MPa和伸长率约为19％的平台,表明实验钢具有良好的强塑性匹配.     

挤压温度对纯镁组织演变、力学性能和断裂行为的影响

利用光学显微镜、万能力学试验机和扫描电镜等研究了不同温度下挤压变形对铸态商业纯镁显微组织、力学性能和断裂行为的影响.结果 表明,挤压变形显著地细化纯镁的晶粒尺寸,极大地提高了纯镁的力学性能.经过挤压以后,纯镁的平均晶粒尺寸被细化到18.6 μm以下,最小达7.9 μm;挤压态纯镁的拉伸屈服强度提高到140 MPa以上,抗拉强度提高到210～220 MPa,室温伸长率达到12％～14.7％.晶粒细化不仅提高了纯镁的综合力学性能,也改变了纯镁的拉伸断裂行为,其断裂方式由铸态的脆性断裂变成了挤压态的微孔聚集型断裂.     

40CrNiMo钢高温低速压缩变形行为及微观组织演变

在高温低速压缩的条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对40CrNiMo钢进行了热模拟试验.研究了40CrNiMo钢在高温(850、950、1050℃)、低应变速率(0.01、0.1、l s-1)条件下的变形行为及微观组织演变.分析了峰值应变(σp)与温度和应变速率的关系以及流变曲线与加工硬化率关系.分析了温度、应变速率以及不同变形程度对动态再结晶晶粒的影响.结果 表明:40CrNiMo钢的流变应力与温度呈负相关,与应变速率呈正相关;流变曲线表现为4种类型:加工硬化型、动态回复型、动态再结晶型以及二次加工硬化型.在变形温度为1050℃,应变速率为0.01和0.1s-1的两条曲线上出现了二次加工硬化现象,结合光学显微组织分析了高温低速变形时出现二次硬化的原因是由于再结晶形核后有充足的长大时间,形成了较稳定的等轴晶,变形抗力增加.40CrNiMo钢再结晶晶粒的大小与变形温度成正比,而与应变速率成反比.采用直线截点法测得40CrNiMo钢不同变形程度区的平均晶粒尺寸分别为35.38、59.09和74.12 μ,m.     

镁空气电池阳极用挤压态Mg-2Bi-0.5Ca-0.5In合金的放电性能和电化学行为

利用XRD、SEM、EBSD、XPS和动电位极化、EIS技术、半电池及全电池恒流放电等方法,系统地研究了微观组织特征对镁空气电池阳极用挤压态Mg-2Bi-0.5Ca-0.5In(质量分数,％)合金放电性能和电化学行为的影响.结果表明,挤压态合金主要由完全动态再结晶晶粒组成,平均晶粒尺寸为(10.92±0.23)μm.织构成分主要由基极从法线方向至挤压方向偏转45°～60°的非基面织构组成.合金主要包含α-Mg、纳米级Mg3Bi2相和微米级Mg2Bi2Ca相.在半电池测试中,挤压态合金在10 mA/cm2的电流密度下显示出平稳的放电过程和较负的放电电位(-1.622 V).此外,基于挤压态合金为阳极的镁空气电池展现出较高的电池电压和功率密度,在120mA/cm2的电流密度下电池电压和峰值功率密度分别为0.72V和86.4mW/cm2,这明显高于AZ31、AM50等商用镁空气电池用阳极材料的性能.该合金优异的放电性能主要归因于电极表面金属In的重新沉积、弱的织构强度、均匀的微观组织以及疏松且薄的放电产物膜.     

Cu熔体中氧化夹杂在超重力场下的运动规律

对超重力场条件下Cu熔体中的氧化夹杂进行受力分析,建立夹杂颗粒沿超重力方向上的运动速度与运动距离方程,并通过理论计算分析重力系数、夹杂物特性(尺寸、种类、含量)以及熔体温度对夹杂物在超重力场中运动行为的影响。计算结果表明,超重力场能强化Cu熔体中氧化夹杂的定向分离过程,其中重力系数、夹杂物尺寸、夹杂与熔体之间密度差(固液密度差)对夹杂颗粒运动行为影响较大。较大的重力系数、夹杂物尺寸以及固液密度差均有利于夹杂物的上浮去除。     

软/硬质摩擦偶件材料对Ni3Al基涂层宽温域内摩擦学行为的影响

目的 合理选用摩擦偶件材料,以减缓Ni3Al基涂层宽温域内的摩擦磨损.方法 分别以WC-Co和316L为摩擦偶件,研究25～800℃内其对Ni3Al基涂层润滑和磨损机理的影响.采用高温硬度仪测试摩擦偶件在不同温度时的硬度,采用附带能谱仪的扫描电子显微镜观察磨损表面、磨斑和磨屑的形貌并测试成分,采用拉曼散射仪测试磨损表面和磨斑的成分.结果 在25～800℃,随温度的升高,两种摩擦副的摩擦系数具有一致的变化规律.与WC-Co对摩时,涂层在各温度下均具有低磨损率,且随温度升高,磨损率呈下降趋势.在25～200℃,与316L对摩时,涂层主要表现为粘着磨损和磨粒磨损,而与WC-Co对摩时,涂层在高接触应力下发生塑性变形,抑制Ag润滑相析出和涂层剥落,使其较前者具有高摩擦系数和低磨损率.在400℃,与WC-Co对摩时,高接触应力下产生的摩擦热促使涂层发生轻微的氧化,形成NiO和NiCr2O4,使其减摩性能优于Ni3Al/316L摩擦副.在600～800℃,与316L对摩时,涂层由严重的粘着磨损转变为氧化磨损;而与WC-Co对摩时,涂层由氧化磨损和剥层磨损转变为氧化磨损.此外,800℃时,Ni3Al/316L摩擦副的摩擦磨损发生在光滑润滑膜与粗糙转移膜之间,而Ni3Al/WC-Co摩擦副发生在光滑的润滑膜与转移膜之间.结论 在25～800℃,涂层与316L和WC-Co对摩时均具有良好的减摩性能,且与WC-Co对摩时具有更优的耐磨性能.     

杂散电流对埋地管道的腐蚀及排流方式的研究进展

随着人们对能源需求的不断增加,输油管道和电力设施建设迅速发展,由于空间地理位置限制,管线与电力设施不可避免地并行铺设,杂散电流对埋地管道的腐蚀问题日益突出.根据干扰源不同,可将杂散电流分为直流干扰与交流干扰.分别从直流和交流杂散电流出发,介绍了杂散电流的主要来源、形成原因及腐蚀危害;了解了二者的腐蚀特征以及腐蚀速率差异.通过调研国内外杂散电流腐蚀的相关研究,对直流腐蚀与交流腐蚀机理进行了系统论述与总结,并对交流腐蚀速率低于直流腐蚀速率的原因进行了分析与探讨.分别介绍了直流杂散电流与交流杂散电流的排流方法与排流装置,分析了每种排流方式的优缺点及适用条件,为实际工况中排流方式的选取提供了参考.最后,针对目前杂散电流腐蚀难点,提出了有待解决问题的方法,并对这一领域的研究方向及发展前景进行了展望,为相关研究提供了借鉴.     

激光熔覆制备高熵合金涂层研究进展

激光熔覆具有加热和冷却速度快、稀释度低(<5％)、热影响区小以及可以对表面性质进行精准调整等优点,是当今工业应用较为广泛的表面改性技术之一.利用激光熔覆技术制备高熵合金涂层,既能保证涂层具有简单的相结构和优异的性能,又可使涂层与基体之间获得良好的冶金结合.主要对激光熔覆制备高熵合金涂层的设计准则、性能及提高机理、凝固行为以及数值模拟的研究进行阐述.首先从设计理论方面对高熵合金进行概念阐述,由熵和吉布斯自由能可知,通过增加主元(至少5个)和位形熵来设计元素组成,通过吉布斯自由能控制相的稳定性.其次,对涂层的性能提高机理分类总结,其中高熵合金的四大效应与激光熔覆快冷快热的特点相结合是涂层性能提高的主要原因.此外,还阐述了激光熔覆过程中熔池的凝固行为,包括凝固过程中的晶粒生长方式和液相分离现象,以及其他因素引起的凝固行为变化.之后,对粉末流动特性、熔池温度场和熔覆层性能的数值模拟以及这些模型的缺陷进行综述与分析.最后,总结与展望激光熔覆制备高熵合金涂层研究的发展前景与应用方向.