Ti-45Al-7Nb-2V-2Cr涂层与TA2钛合金电偶腐蚀行为

采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备γ-TiAl基Ti-45Al-7Nb-2V-2Cr合金耐蚀防护涂层,实现γ-TiAl基涂层的原态制备,并对涂层微观结构及电化学性能进行研究。结果表明：在涂层中的Al、V元素富集区,喷涂颗粒发生显著的塑性变形,有利于TiAl合金颗粒的沉积成形;通过在5083铝合金表面制备TiAl合金防护涂层可使其与TA2钛合金的接触腐蚀电流由16.2μA降为0.191μA,接触腐蚀敏感性由E级降到A级,喷涂件可与TA2钛合金直接接触使用,解决了铝合金与钛合金的接触腐蚀防护问题。     

铜合金表面超音速微粒沉积镍基涂层的耐蚀性能研究

目的研究铜合金表面镍基合金涂层的耐腐蚀性能,解决铜合金表面腐蚀损伤问题。方法采用超音速微粒沉积技术在黄铜表面制备镍基合金涂层,通过电化学方法和中性盐雾实验对黄铜基体及镍基合金涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果涂层的腐蚀电流密度较基体降低了34倍。涂层表面生成的连续且致密的氧化膜阻止了腐蚀的进一步发生,在盐雾腐蚀时间进行到500 h时,腐蚀速度接近于零,涂层腐蚀缓慢。结论超音速微粒沉积技术可以制备耐腐蚀性能优异的镍基合金涂层,并且可以显著提高黄铜的基体耐蚀性。     

高效能超音速等离子喷涂系统及其应用

超音速等离子喷涂技术是当今热喷涂技术领域的重点发展方向之一。由于具有焰流温度高、射流速度快等特点,超音速等离子喷涂技术几乎可以喷涂任何粉末材料,且能够制备出高质量的涂层,特别是高质量的陶瓷涂层。装甲兵工程学院自行研制的具有自主知识产权的高效能超音速等离子喷涂系统成功实现了低功率（〈80kW）、小气体流量（〈5m^3／h）下的超音速等离子喷涂,其备项性能指标明显优于国外同类产品。高效能超音速等离子喷涂技术在国防、工业及航空航天等重要领域有着广泛的应用前景,已成为高科技维修、制造与再制造的关键技术。     

功能梯度涂层热残余应力

涂层中的残余应力严重影响着涂层零件的机械完整性与操作可靠性。对于功能梯度涂层,由于各界面位移协调条件的限制,很难得到涂层内部残余应力的闭合解。基于传统的悬臂梁理论,获得了功能梯度涂层热残余应力的闭合解;这一分析模型的优点是残余应力的闭合解与涂层层数无关。讨论了采用传统的近似解所带来的误差, 针对含不同层数的ZrO2/NiCoCrAlY功能梯度涂层内部的残余应力进行了计算。另外,对应力诱导的涂层失效模型也进行了分析。     

Co40NiCrMo合金强化机制

用电子拉伸试验机测定Co40NiCrMo高弹性合金固溶时效和冷拔时效样品的抗拉强度,用显微硬度计测定其硬度,用透射电子显微镜研究其固溶时效和冷拔时效的微观组织,并探讨该合金的强化机制.结果表明: 冷拔引起的冷变形使Co40NiCrMo高弹性合金产生细小的形变孪晶,显著提高合金强度,并促使时效后的Cr、Mo、C等原子偏聚、形成铃木气团、有利于时效强化; 但是未经冷变形,就没有这种孪晶,也不能时效强化.此外,孪晶形成的网络结构也可阻碍位错运动,从而提高合金强度.     

碳化硼厚板的激光切割工艺及其机制

介绍了碳化硼陶瓷加工中存在的主要问题,将激光技术应用于加工碳化硼陶瓷上,研究出一种新型加工方法,设计出两种有效的激光切割方法并对碳化硼陶瓷进行切割。在实验基础上分析了激光加工参数对加工的影响,采用扫描电镜(SEM)对各种激光切割工艺的断口进行分析和讨论,提出激光加工碳化硼陶瓷的自行断裂机制。实验结果表明,在特定的功率下激光能够用来加工碳化硼陶瓷厚板。对于厚度为5.5 mm碳化硼陶瓷板,Nd∶YAG激光平均功率为130 W时,激光束沿同一位置重复走刀两次即可切断,最高切割速度可达到120 mm/min,可以做到无微裂纹切割。     

VIGA和EIGA气雾化法制备增材制造用低合金钢粉末

分别采用真空感应熔炼惰性气体雾化(VIGA)和无坩埚电极感应熔化气体雾化(EIGA)两种气雾化方式制备增材制造用 12CrNi2 低合金钢粉末。 对比获得粉末的粒径分布、球形度、截面形貌及氧形态,结果表明:两种粉末球形度良好,VIGA 粉末有微量卫星粉存在;对 0~ 53 μm、53 ~ 180 μm 范围内粉末进行粒度分析,发现 EIGA 粉末中值粒径 d₅₀ 分别为 34. 8 和 127 μm,VIGA 粉末中值粒径 d₅₀ 分别为 40. 7 和 126. 3 μm。 通过 XPS 分析 Fe 2p 与氧元素的结合状态, 结果表明:对比 VIGA 粉末,EIGA 粉末表面氧化膜中金属态 Fe⁰ 的含量更高,氧化态 Fe²⁺和 Fe³⁺的含量更低。 此外,对比不同溅射时间下 Fe 2p 氧化态峰的状态,发现氧元素在 VIGA 粉末中渗透更深,并可能生成了氧化物,这一推测通过 XRD 相组织分析得到了验证。     

ZrO2／NiCoCrAlY功能梯度涂层残余应力分析

采用有限元方法研究了等离子ZrO2／NiCoCrAlY功能梯度涂层形成过程中的热力学行为以及残余应力的分布。结果表明，由于涂层与基体的热膨胀系数不匹配等原因，在界面等区域存在严重的应力集中。涂层与基体厚度比、中间层以及喷涂过程的冷却速率对残余应力水平有很大影响。涂层内部关键区域的残余应力水平，随着涂层厚度增加而增加；50％ZrO2 50％NiCoCrAlY中间层对降低涂层内部的应力水平是有利的，但并不能消除涂层内部的应力集中；对于瞬态分析而言，涂层内部的应力随着冷却速度的增加而增加。     

超音速微粒沉积的颗粒连续沉积过程及模拟研究

目的研究超音速微粒沉积过程中,不同颗粒的沉积状态以及后续颗粒的夯实作用对涂层沉积的影响规律。方法采用显式非线性有限元软件LS-DYNA模拟单层颗粒与基体的碰撞,采用自动二维单面接触ASS2D(Automatic 2-D single surface contact)求解接触过程,研究超音速微粒沉积中多颗粒沉积行为、后续颗粒碰撞对涂层成形的影响规律。采用超音速微粒沉积技术在铝合金表面制备Al-Si涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的表面/截面形貌,进而验证模型的可靠性。结果多颗粒沉积过程中,颗粒与颗粒之间相互嵌合,形成互锁效应,有利于提高涂层的结合强度。后续颗粒对先沉积颗粒具有夯实作用,夯实作用使颗粒扁平化程度加大,同时使颗粒之间紧密结合,存在夯实作用的颗粒压缩率提高至3倍以上,有效避免了涂层孔隙和裂纹的形成。通过观察所制备的Al-Si涂层的表面/截面形貌,证明模型具有可靠性。结论采用数值模拟方法探讨超音速微粒沉积多颗粒在基体上的变形行为,可为超音速微粒沉积的应用提供理论依据。