铜铝复合板界面组织和性能研究

对固-液法制备的铜铝复合板进行不同工艺的轧制并进行300℃×4h退火处理,测定了复合板的抗拉强度、伸长率、界面剥离强度及电导率,利用金相显微镜和扫描电镜等分析了结合界面的组织形貌,研究了轧制及退火工艺对结合界面扩散层组织和复合板性能的影响。结果表明,轧制后形成的CuAl2相降低了复合板的剥离强度和电导率,退火处理可促进结合界面原子互扩散形成Cu9Al4,改善复合板的性能,同时电导率也得以提高。     

真空热压法制备铜基功能梯度材料及其性能

采用真空热压法制备铜基功能梯度材料,测量了梯度材料的硬度、电导率和密度。用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试样机测试材料的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜和XRD衍射仪等手段对功能梯度材料微观组织及磨痕形貌观察分析。结果表明,真空热压可以获得组织均匀致密的功能梯度材料,其基体连续整体分布,界面结合良好,存在扩散现象,并且球磨40h比球磨20h的试样具有更好的物理性能和摩擦磨损性能。     

熔覆温度对真空熔覆WC增强镍基合金层组织及性能的影响

为了在保证良好力学性能的前提下提高45钢的表面质量,采用真空熔覆技术以不同熔覆温度在45钢表面制备WC增强镍基合金熔覆层。利用扫描电镜分析熔覆层组织形貌以及过渡层结合情况;通过硬度测试和磨损试验分析熔覆温度对熔覆层性能的影响。结果表明:随着熔覆温度的升高,熔覆试样过渡层逐渐增厚但整体变化不大,都大于30μm,满足冶金需求;熔覆温度过高时,WC分解严重,熔覆层耐磨性大大降低;熔覆温度为1 225℃时,得到的WC增强镍基合金效果良好,熔覆层洛氏硬度接近40 HRC,对母材强化作用明显,可显著提高其耐磨性。     

WC含量对真空熔覆镍基合金涂层组织及性能的影响

为了强化45钢表面性能,在45钢表面于1 225℃下通过真空熔覆制备了WC颗粒增强的镍基合金涂层,利用SEM观察了熔覆层组织形貌,结合EDS分析了各元素扩散情况及WC含量对过渡层结合情况的影响,通过硬度测试和磨损试验,研究了不同WC含量对熔覆层性能的影响。结果表明:熔覆过程中元素互扩散使母材与熔覆层达到冶金结合,同时WC颗粒发生沉降;当WC含量低于20%时,WC颗粒偏聚在母材过渡层附近,且颗粒越大,越靠近母材侧;随着WC含量逐渐增加,颗粒之间相互支撑形成骨架可减少沉降,使分布逐渐趋于均匀,但当WC含量过多时,WC聚集形成熔池使熔覆层中气孔率提高;WC含量达到40%时,出现大量分布在WC颗粒之间或周围的空洞,同时,WC的加入可大大提高材料的耐磨性;当WC含量为30%时,平均磨损失重约为21.5 mg,仅为母材的15%左右。将WC颗粒增强的镍基合金熔覆于45钢表面,在保证母材基本性能的同时可显著提高45钢的表面硬度及耐磨性。加入30%WC既能保证涂层与母材良好的冶金结合,又能显著提高其表面耐磨性,具有一定的研究价值。     

Al、Ti和W对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢组织及性能影响

研究了Al、Ti和W对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢组织及性能的影响。结果表明,经1 200℃保温5 h油冷热处理后,随Al、Ti和W含量的增加,基体组织中铁素体含量逐渐增加,组织由奥氏体+碳化物逐渐向铁素体+碳化物转变。1 000℃高温下,各试样均达到抗氧化级别;硬度逐渐升高,耐磨性有所提高。当Al、Ti和W的含量分别为5.02%、0.61%和0.63%时,抗磨耐热钢的平均氧化速度为0.0563 g·m~(-2)·h~(-1),达到了完全抗氧化级别,硬度为458 HBS,耐磨性比未加合金元素试样提高了1倍,综合性能较好。     

纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层的组织分析

通过砂型铸渗工艺,在中碳钢ZG270-500表面制备出纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层,渗层与母材之间呈良好的冶金结合.结果表明:由铸渗层到母材,组织按以下顺序依次变化,高铬白口铸铁组织→过渡区魏氏组织→中碳钢铸态组织,铸渗层中碳化物周围发现有马氏体组织;加入纳米颗粒后,高铬铸铁组织晶粒得到细化,碳化物由紧凑网状分布向不连续的独立分布转变,基体的硬度得到提高;透射电镜结果表明,纳米颗粒作为第二相粒子弥散分布于奥氏体基体中,起到细晶强化和弥散强化作用.     

退火温度对铜铝铸轧复合板界面组织和力学性能的影响

采用铸轧成型工艺制备了铜铝复合板,并在250,300,350,400℃进行退火处理(时间均为3h),研究了退火温度对复合板结合界面组织、物相和力学性能的影响。结果表明:退火能促进复合板界面处金属间化合物的生成,且在铝板侧富集CuAl2相,铜板侧富集Cu9Al4,90°剥离和拉伸过程中的开裂都沿着金属间化合物进行,一定厚度的扩散层有利于复合板的界面结合;铜铝复合板的最佳退火工艺为300℃×3h,在该工艺下,扩散层可达2~3μm,抗拉强度和伸长率分别为109.7MPa和31.8%。     

二次回火后中碳低合金耐磨铸钢的性能和马氏体亚结构

将中碳低合金耐磨铸钢分别加热至880,910,930,960℃,保温2h后油淬,之后分别在210,240,260℃下回火2h;根据冲击韧性确定最佳一次回火热处理工艺后再进行240℃×2h的第二次回火处理;研究了二次回火后试验钢的性能和马氏体亚结构。结果表明:二次回火后试验钢的抗拉强度为1 820 MPa,硬度为54 HRC,冲击功为35J,实现了高强韧性和高耐磨性的良好匹配;二次回火后马氏体中的孪晶出现了回复和消失,马氏体亚结构主要为高密度位错和少量孪晶,大量的位错阻碍了裂纹扩展,提高了试验钢的强韧性。     

MoS_2含量对Cu/Cu-MoS_2功能复合材料组织及性能的影响

采用真空热压法制备不同MoS2含量的Cu/Cu-MoS2功能复合材料,测定其密度、硬度和电导率,并用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能,通过扫描电镜对试样显微组织及磨损形貌进行观察,并进行能谱分析。结果表明:通过真空热压法制备的功能复合材料组织均匀、过渡层明显,Cu层与耐磨层的过渡平稳,界面结合强度较高;烧结过程中,Cu与部分MoS2发生反应,烧结产物主要为复杂的CuS-Mo化合物及单质Mo;随着MoS2含量的增加,材料的电导率和密度下降,硬度及耐磨性提高;单质Mo及MoS2对材料的耐磨性影响较大,当耐磨层含3%质量分数的MoS2时,功能复合材料的电导率与耐磨性有较好的配合。