不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

为提高奥氏体不锈钢(ASS)的耐磨性及赋予其抗菌性能,应用改进的活性屏离子渗氮(ASPN)技术,将纯铜冲孔板置于不锈钢冲孔板上面作为活性屏的顶盖,对316奥氏体不锈钢在低温下(430℃)进行表面渗氮处理,在其表面形成由含Cu抗菌沉积层和S相(氮在奥氏体中的过饱和固溶体γ_N)硬质支撑层组成的功能梯度复合改性层。用扫描电镜(SEM)及其所附能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征复合改性层的组织形貌、成分及相结构。用显微硬度计和往复摩擦磨损试验机测试了基体和复合改性层的显微硬度和摩擦磨损性能,用金黄色葡萄球菌进行体外抗菌试验评价复合改性层的抗菌性能。结果表明,在偏压达到250 V后,形成了连续分布的硬质S相扩散层和含Cu沉积层组成的复合改性层。改性层表面最高硬度可达928 HV0.05,与Si₃N₄小球对磨时比磨损率较基体降低约57.76%,显著提高了不锈钢的耐磨性。抗菌试验表明,复合改性层与金黄色葡萄球菌接触24 h后,对金黄色葡萄球菌抗菌率提高到98.5%。改进的活性屏离子渗氮技术制备的功能梯度复合改性层可以有效提高...     

刻蚀对高碳马氏体不锈钢表面等离子渗铬层结合强度的影响

目的研究等离子体刻蚀工艺对高碳马氏体不锈钢表面渗铬层组织和结合强度的影响。方法首先利用微波等离子体化学气相沉积方法对8Cr17马氏体不锈钢表面进行四种不同工艺参数的刻蚀处理,然后利用双层辉光等离子体表面渗铬技术在刻蚀处理后的8Cr17不锈钢表面制备铬合金层。用扫描电子显微镜、激光共聚焦、辉光放电光谱仪和X射线衍射仪分别表征刻蚀表面形貌和渗铬层组织,用划痕仪测试渗铬层与基体的结合强度。结果氢和氢+氩等离子体刻蚀后,8Cr17不锈钢基体表面粗糙度增加,且含碳量减少。渗铬层由表面富Cr层、Cr_xC_y扩散层、基体组成,其物相主要包括Cr、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3。表面经氢气刻蚀1 h和2 h后,形成的渗铬层厚度分别为7、7.5μm,氢气+氩气刻蚀1 h和2 h后,渗铬层厚度分别为8.1、9μm,其中氢气+氩气刻蚀1 h的基材表面渗铬层较致密,与基体结合牢固。结论等离子体刻蚀预处理可通过改变8Cr17钢表面的组织形貌,降低表面含碳量,增加扩散层厚度,提高渗层与基体的结合强度。     

Influence of process parameters on thickness and wear resistance of rare earth modified chromium coatings on P110 steel synthesized by pack cementation

The pack cementation was employed to produce rare earth modified chromium coatings on P110 steel aiming at improving its performance and increasing the usage lifetime during operation. The orthogonal array design (OAD) was applied to set experiments. Contents of NH4Cl, types of RE, contents of RE, test temperature and soaking time were the main factors, and each factor was endowed with four levels. While the range analysis and analysis of variance were used to investigate the results of OAD tests on thickness and wear resistance. The results indicated that for a promising coating with higher thickness value and excellent anti-wear property, the test temperature was the most significant process factor. The potential promising conditions for chromizing treatment were: adding 1% NH4Cl and 1% LaCl3, maintaining the test temperature at 1000 oC for 8 h. The results of verification showed that the coating formed under the optimal process parameter had a valid thickness of 28 μm and a reduction of 0.32 mg in wear resistance test.     

渗铬P110钢在CO2饱和模拟油田采出液中的耐蚀性

为了提高P110油套管钢的表面性能,以满足其在油田环境下服役的要求,采用包埋法对P110钢进行渗铬处理.借助扫描电镜、能谱仪和x射线衍射仪,对渗铬层的表面形貌、显微组织、成分分布和相结构进行了分析和表征,利用电化学测试技术测定P110钢及其渗铬层在CO₂饱和模拟油田采出液中的开路电位、极化曲线和交流阻抗谱.结果表明：渗铬层由Cr₂₃C₆、Cr₇C₃和（Cr,Fe）₇ C₃等相构成,且均匀、连续,与P110钢相比,具有更高的开路电位和电荷转移电阻及更低的电流密度和腐蚀速率.渗铬处理显著提高了P110钢的耐蚀性.     

钛合金等离子氮化表面的细菌粘附研究

本文对用作口腔修复材料的钛合金(Ti6Al4V)进行等离子氮化处理.分析和表征改性层显微组织的显微硬度、元素分布情况及改性层相结构;比较了改性前后表面粗糙度、表面形貌及细菌粘附情况.结果显示:钛舍金表面经等离子氯化得到的改性层均匀、致密,厚度约为2.8μm,表面显微硬度值为HK0.0251 443,改性层由TiN及Ti2N两种氮化物组成.与改性前相比,试样表面形貌发生变化,表面粗糙度提高,改性后的钛合金表面可以显著地减少细菌粘附.     

钢铁材料电镀镉的研究现状

钢铁材料广泛地应用于诸多工业领域中,但其表面耐蚀性差,发生于材料表面的腐蚀会导致材料失效。镉与空气接触时会迅速氧化并形成致密的保护性氧化膜,因此表面镀镉可以有效地提高钢铁材料表面的耐蚀性。从电镀镉技术的具体应用出发,综述了用于钢铁表面防护的电镀镉技术和用于表面修复的电刷镀镉技术的应用现状。镀镉层作为阳极保护层,实现了对钢铁材料的防护。在镀液中添加钛盐后,形成的镉钛镀层比单纯的镀镉层具有更优异的耐蚀性和更好的低氢脆性。电刷镀镉作为一种特种镀镉技术,可用作镀镉局部破损件的补镀和修复。针对电镀镉废水对环境和人体的高危害,简要阐述了化学法、物理化学法、生物法三种电镀镉废水的处理方法,且微生物法具有良好的发展前景。最后,展望了钢铁材料电镀镉技术的相关研究思路和方法。     

DZ125合金表面Ce-Y改性铝化物渗层的组织及抗冲蚀性能

通过扩散渗法在DZ125合金表面制备了Ce-Y联合改性铝化物渗层,分析了共渗层的结构及相组成,并对其组织形成机理和抗冲蚀性能进行了研究。结果表明:1000℃/2 h下所制备的Al-Ce-Y共渗层具有多层结构,由外向内依次为Ni Al和少量Al_3Ni_2组成的外层,Al_3Ni_2内层及富Al的互扩散层,Ce、Y元素主要集中在共渗层的外层,起到细化晶粒及促渗的作用。固体粒子冲蚀结果表明:Al-Ce-Y共渗显著的提高了DZ125合金在小攻角下的抗固体粒子冲蚀性能,冲蚀机理为犁削和切削损伤;随着攻角的增大,Al-Ce-Y共渗层的冲蚀率逐渐增大,冲蚀机理向脆性断裂和疲劳破坏转变,当攻角为90o时,其冲蚀率高于DZ125基体。     

热氧化TC4静动态力学性能研究

本文选取700 °C/10 h热氧化工艺,对TC4进行热氧化处理。通过准静态压缩,纳米压入及分离式Hopkinson压杆冲击等测试,研究了热氧化对TC4静动态力学性能的影响。此外,借助扫描电镜(SEM)分析了动态冲击后氧化层的形貌。结果表明,热氧化TC4具有较好的静态力学性能和较高的应变率强化效应。氧化层在较低冲击应变率下,能够提高TC4的塑性；而当应变率过大,则会降低其塑性。最后,经过对本构模型修正和试验数据拟合,得到了室温下的热氧化TC4的Johnson-Cook(J-C)本构方程。修正曲线与实验结果对比,两者在塑性平台区吻合较好。     

口腔修复材料离子镀表面改性的研究

利用多弧离子镀膜技术在口腔修复材料——钛合金(Ti6Al4V)表面制备TiN薄膜。分析表面镀膜组织结构,探讨钛合金基材及表面镀层的抗细菌粘附性能。结果表明,钛合金TiN膜层具有明显的(111)晶面择优取向;与处理前相比,TiN膜层可以显著减少变形链球菌在改性钛合金表面的粘附。     

自钝化W-Cr-Y合金层的制备及其抗氧化性能

为防止或缓解钨氧化,用双辉等离子体表面冶金技术在纯钨基材表面制备了W-Cr-Y自钝化合金层。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对合金层的组织和相结构进行了分析,并在模拟发生核聚变发电站冷却失效事故时的高温大气环境下对合金层的抗氧化性能进行了研究。结果表明,制备温度为800、900、1000和1100℃时,均成功地在纯钨表面形成了由W(Cr, Y)固溶体构成的厚度超过20μm的W-Cr-Y合金层。制备温度为1000℃时合金层厚度达到了35μm,表面光滑致密,合金层与纯钨基体呈现良好、无缺陷的冶金结合。制备温度较低(800℃和900℃)时,合金层在1000℃氧化10 h后的表面未形成连续的自钝化合金层,抗氧化性能较差。制备温度较高(1000℃和1100℃)时,合金层在氧化后形成了致密平整的氧化层,且制备温度为1000℃时合金层氧化后的质量增加最小,抗氧化效果最优。