大口径机枪枪管内膛烧蚀行为与微观机理

为进一步探究枪炮身管内膛烧蚀机理,采用扫描电子显微镜、透射电镜等方法对比分析了现用大口径枪钢30SiMn2MoV与新型长寿命枪钢MPS700V内膛烧蚀形貌与微观组织特征,在此基础上,通过促进点燃试验对比了两种枪钢烧蚀行为,揭示了枪管内膛烧蚀的组织演化规律与微观机理。寿终内膛组织分析表明,两种枪管烧蚀裂纹尖端同时形成三个区域,分别为硫化物区、氧化物区和基体区,其中氧化物区中发现熔化非晶氧化物,MPS700V的氧化物区和硫化物区厚度均小于30SiMn2MoV。烧蚀模拟实验结果表明：直径为1~10 mm的MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸下的30SiMn2MoV试样高30%以上;直径3.2 mm镀铬MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸的镀铬30SiMn2MoV高39%以上;新型长寿命枪钢MPS700V的抗烧蚀性能优于现用枪钢30SiMn2MoV。烧蚀试样组织分析表明,与寿终内膛烧蚀组织相似,两种枪钢在模拟烧蚀后均形成氧化物与树枝晶。通过对比寿终枪管内膛与促进点燃下烧蚀的热力学、动力学及组织特征,提出枪管内膛烧蚀由高温高压火药燃气下内膛表面微区发生金属燃烧导致,并建立了相应的演化模型。     

钼电极表面Y2O3-玻璃基涂层抗氧化性能研究

目的提高钼电极在玻璃炉窑烘窑过程中的抗氧化性能。方法在纯钼基体表面制备不同Y2O3含量的玻璃基抗氧化涂层。对涂层分别在800、1000、1200℃下进行抗氧化测试,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层在氧化前后的形貌、成分和物相进行检测,利用热分析仪对涂层粉体进行差热分析(DTA)。结果随着Y2O3成分含量的增加,硅酸盐玻璃的软化点温度不断降低,晶化放热峰也越来越低。Y2O3含量为10%和20%的涂层表面结构完整,整体比较致密,在1200℃高温氧化条件下,在第1h内出现增重,之后随着加热时间的延长,增重趋于稳定。Y2O3含量为30%的涂层表面呈致密片状结构,部分出现脱落,样品在氧化过程中出现明显失重。结论Y2O3含量为10%的Y2O3-玻璃基涂层经过1200℃抗氧化实验后,表面完整,试样增重较少,性能优良。涂层截面分为过渡层、中间层和最外层。过渡层主要为MoO2和MoO3,中间层主要是BaMoO4,最外层主要是SiO2。涂层抗氧化机理为互熔反应型保护机理和惰性熔膜屏蔽型保护机理。     

难熔高熵合金的强韧化途径与调控机理

在众多高熵合金中,由5种或5种以上的难熔金属元素,按照等原子比或者近等原子比混合形成的难熔高熵合金,凭借稳定的相结构和优异的高温性能,在高温材料领域具有广阔的应用前景。本文从难熔高熵合金的研究现状出发,综述典型难熔高熵合金的微观组织和相组成、室温和高温力学性能、强韧化机理与力学性能调控,并对未来难熔高熵合金的研究开发进行展望。首先,将难熔高熵合金按照组成相进行分类,分析了难熔高熵合金的微观组织和相组成,然后总结了难熔高熵合金的室温和高温力学性能与强韧化机理,并讨论了3种不同的强韧化方案,即化学成分调控、工艺调控和相结构调控。最后对未来难熔高熵合金的发展进行了展望,并对其未来重点研究方向提出了如下建议：借助计算机等技术,模拟与计算材料的性能与形成相,构建难熔高熵合金的研究平台与数据库;借助组合实验方法,加快筛选新的难熔高熵合金;掌握自上而下和自下而上的实验方法,探究性能优异的新型难熔高熵合金体系。     

硼对高铬铸铁铸渗层组织和性能的影响

本工作利用自熔铸渗技术在ZG45钢表面复合不同硼含量的高铬铸铁铸渗层,研究了硼对高铬铸铁铸渗层组织和性能的影响.利用相图计算软件Thermo-Calc计算分析了不同硼含量下铸渗层的凝固过程,并采用SEM-EDS、XRD和显微硬度仪对不同成分铸渗层的微观组织和硬度进行分析.结果表明:铸渗层与ZG45钢基体达到冶金结合,在结合界面处未观察到微孔洞、微裂纹等缺陷,获得了厚度为10～12 mm的铸渗层.不含硼的铸渗层组织由α-Fe和α-Fe+M7 C3共晶组织组成.加入微量的硼元素后,铸渗层组织主要由α-Fe与α-Fe+M7 C3+M2 B共晶组织组成,与相图计算结果基本吻合.随着硼含量的增加,共晶组织逐渐细化,M7 C3碳化物含量减少,M2 B型硼化物增多,铸渗层硬度逐渐增加.当硼含量为0.72％(质量分数)时,铸渗层硬度最高达到1190HV.对铸态试样进行淬火+低温回火热处理后,铸渗层共晶硼化物与碳化物发生聚集长大,同时在铸渗层基体中伴有二次相的析出,试样铸渗层的洛氏硬度均有提升.热处理试样冲击磨损实验表明,铸渗层磨损表面主要以切削犁沟、疲劳剥层和剥落坑为主,并有少量微小的凿坑.硼含量为0.72％(质量分数)时,试样的抗冲击磨损性能最佳.     

低温溶液法制备TiO2/γ-AlO(OH)纳米复合粉体及其光催化性能

以硝酸铝为铝源,钛酸四丁酯为钛源,柠檬酸三铵为起泡剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作表面活性剂,采用低温溶液法制备TiO2/γ-AlO(OH)复合纳米粉体光催化剂;采用HRTEM、FESEM、EDS、XRD、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和N2吸附-脱附(BET)等手段对复合材料进行表征;研究了γ-AlO(OH)掺杂量、PVP表面活性剂等对TiO2/γ-AlO(OH)复合纳米粉体的形貌及光催化活性的影响规律;探究了吸附作用对催化剂活性的影响。结果表明：载体材料γ-AlO(OH)纳米微球的介孔结构限制了TiO2纳米晶的团聚和长大,适当添加PVP表面活性剂可以减少复合粉体团聚,并调控其微观形貌;当γ-AlO(OH)掺杂质量分数为10%、PVP添加量为0.1 mmol时,制备的TiO2/γ-AlO(OH)复合粉体的BET比表面积为334.27 m2/g,催化性能最佳,光照30 min,对罗丹明B的降解效率为94.26%,远大于纯锐钛矿结构TiO2和市售P25催化剂。     

淬火低合金中碳钢的力学性能

通过降低合金元素的含量设计一种低成本低合金中碳钢,研究了不同热处理工艺下的力学性能。通过控制总应变幅,对中碳钢的低周疲劳行为进行了探究。结果表明,在302℃盐浴淬火保温2 h后试验钢具有相对较高的抗拉强度,为957 MPa。随着盐浴淬火温度升高至312℃,抗拉强度下降,U型缺口冲击性能增加;再继续升高盐浴温度,冲击性能下降。随着盐浴保温时间的增加,试验钢的硬度呈下降趋势。高应变幅(0.80%)条件下,312℃盐浴淬火试验钢的初始硬化率较低;而302℃盐浴淬火具有较高强度马氏体的试验钢具有更高的低周抗疲劳强度和疲劳寿命。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展：新型粘结相

Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料，具有出色的硬度和韧性组合，在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时，Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善，其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展，总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理，并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。     

稀土元素Eu和冷却速率对Al-7Si合金中共晶硅的影响

针对稀土元素Eu对共晶硅有良好的变质效果,本工作研究了不同Eu含量(0.04％、0.1％、0.16％、0.22％,质量分数,下同)、冷却速率、变质温度、保温时间以及重熔次数对Al-7Si中共晶硅的变质效果的影响.结果表明:冷却速率的提高有利于Eu元素对光晶硅的变质,冷却速率越高,共晶硅由针片状完全转变为纤维状所需加入的Eu越少;变质温度和保温时间会影响Eu元素对共晶硅的变质效果,最佳的变质温度为750℃,最佳的保温时间为15 min;重熔次数的增多,将致使变质失效,在不影响稀土Eu变质效果的情况下,重熔次数应不超过三次.     

钢铁耐磨材料研究进展

本文介绍了钢铁耐磨材料的发展历史,重点综述了高锰钢、高铬铸铁、高钒高速钢3类典型耐磨材料的成分、显微组织、磨损性能、抗磨机理和改性技术。以高锰钢为代表的耐磨钢依靠高强韧性的基体抵抗磨损,而以高铬铸铁和高钒高速钢为代表的耐磨合金主要依靠高硬度的耐磨相抵抗磨损,高钒高速钢比高铬铸铁具有更优良的耐磨性,与VC硬度高、形态好的特性有关。提出了高性能耐磨材料应具备3个要素:高强韧基体,高硬度多尺度协同作用的优质耐磨相,耐磨相与基体良好结合。     

V-N微合金化CrSiMn系低合金铸钢中的析出行为

利用JMatPro热力学模拟软件对V-N微合金化CrSiMn系低合金铸钢进行了计算,得到了不同V含量铸钢的平衡相组成,着重研究了平衡状态下各析出相的析出行为。结果表明,在加热过程中,V含量的增加将增大铁素体向奥氏体的转变阻力;V含量对微合金化渗碳体及M₇C₃型碳化物的析出行为影响不大;V含量对氮化物及碳氮化物的析出有较大影响,当V含量由0增加至0.18%(质量分数)时,氮化物及碳氮化物的初始析出温度由734.2 ℃提升至1133.93 ℃,最大析出量(质量分数)由0.07%提升至0.24%。