Mg-Gd-Y-Zr合金TIG电弧熔覆层微观组织演变及力学性能研究

目的 在AZ91D镁合金表面熔覆Mg-Gd-Y-Zr合金，分析熔覆层微观组织演变规律及其对熔覆层力学性能的影响。方法 采用直流脉冲钨极氩弧焊（DC PTIG welding），在不同平均电流下，将Mg-Gd-Y-Zr合金焊丝送入AZ91D镁合金熔池，制备熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪，分析不同平均电流条件下的熔覆层微观组织。基于显微维氏硬度仪与往复式滑动摩擦磨损设备，表征熔覆层硬度及摩擦学性能。结果 熔覆层微观组织主要由α-Mg、Mg24(Gd,Y)5及Al2(Gd,Y)相组成。熔覆层呈现明显分层特征，主要是由晶界Mg24(Gd,Y)5相分布差异造成。平均电流增大，熔覆层中心晶粒尺寸先保持不变，而后快速增大，Al2(Gd,Y)相由细小弥散颗粒变为团聚状分布，晶界Mg24(Gd,Y)5相则由连续网状演变为不连续岛状，直至变为细小颗粒状。熔覆层硬度随平均电流增加，呈现略微上升，随后快速下降的趋势，其最高硬度达90.8HV。摩擦磨损测试过程中，平均电流为110 A所得熔覆层失重速率小于AZ91D基材。结论 采用DC PTIG在AZ91D基体表面成功制备了耐磨性能优于基体的含Gd、Y稀土元素的熔覆层，稀释率决定熔覆层Al2(Gd,Y)相形貌及分布规律。     

激光直接沉积A-100钢薄壁环形件的组织与应力

采用激光直接沉积技术制备了A-100钢薄壁环形件,研究了热处理前后激光直接沉积A-100钢薄壁环形件的微观组织和内部残余应力。结果表明:激光直接沉积的A-100钢薄壁环形件为快速凝固马氏体组织,内部残余应力高达1997 MPa,有大量微裂纹及宏观开裂;经热等静压和退火热处理,内部残余应力降低到200 MPa以下,并消除了微裂纹和开裂等缺陷。     

10钢/35CrMnSi径向摩擦焊接头的力学性能及组织特征

目的 研究10钢/35CrMnSi惯性径向摩擦焊接头的力学性能和组织特征。方法 通过对10钢/35CrMnSi进行惯性径向摩擦焊接试验,采用OM、超声检测、万能材料试验机及显微硬度仪对接头的微观组织及力学性能进行表征。结果 10钢/35CrMnSi惯性径向摩擦焊接头焊合区内未发现裂纹、夹渣、未熔合等焊接缺陷,焊合率100%;接头显微硬度分布呈现出中间高两头低的特征,平均剪切强度达520 MPa,略高于10钢母材;焊接界面为明显的“锯齿状”咬和,35CrMnSi侧的热影响区由细小马氏体和少量贝氏体组织,10钢侧形成了一层具有明显金属流线的塑性变形层,靠近焊接界面的塑性变形层为厚度约150 μm的细晶区,其组织为少量马氏体和铁素体。结论 采用惯性径向摩擦焊技术实现了10钢/35CrMnSi异种金属的高强连接。     

铝合金线性摩擦焊研究现状

线性摩擦焊作为一种新型的固相焊接技术,热输入低、焊接应力小,适合于铝合金的焊接。介绍了线性摩擦焊的工作原理,主要综述了铝合金线性摩擦焊数值模拟、微观组织和力学性能等3个方面的研究进展。在此基础上,着重介绍了摩擦压力、焊接时间及振动频率等工艺参数对铝合金线性摩擦焊微观组织和力学性能的影响,介绍了工艺参数对铝合金与不锈钢、纯铜、镁合金等异种金属线性摩擦焊微观组织、力学性能及金属间化合物种类和分布的影响。最后,对铝合金线性摩擦焊在数值模拟、接头性能及金属间化合物调控方面存在的不足进行了总结,并对其主要发展方向进行了展望。     

高密度C/C表层TaC改性及其高温抗氧化性

目的 研究高密度C/C表层TaC改性层的制备工艺及微观结构,分析TaC改性层的高温抗氧化性能。方法 采用真空加压浸渍和高温原位反应法生成TaC改性层,采用X射线衍射仪(XRD)分析TaC改性层的物相组成,采用体积密度来表征不同浸渍时间、浸渍次数等浸渍工艺下C/C基体的密度,采用带能谱仪的环境扫描电子显微镜(SEM)对TaC改性层的截面形貌、元素组成进行表征,采用氧-乙炔焰测试TaC改性层的高温抗氧化性能。结果 XRD分析表明,改性层由C和TaC组成。密度测试结果表明,体积密度随浸渍次数和浸渍时间的增加先迅速增大后趋缓,在浸渍15 min、循环浸渍11次后,C/C基体的体积密度达到1.88 g/cm³。SEM观测结果表明,改性层中TaC颗粒呈液滴状或团簇状,尺寸为1~3 μm,不均匀分布在TaC改性层中。高温氧-乙炔试验结果表明,试验后,TaC改性层表面生成厚度约30~40 μm且结构较为完整的黏滞状Ta2O5层,在氧化50 s时,其质量损失率仅1.9%。结论 采用真空加压浸渍和高温原位反应法能在高密度C/C表层生成TaC改性层,提高了C/C复合材料的高温抗氧化性能。     

高含量La_2O_3/Y_2O_3对钼合金微观组织与性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同质量分数La_2O_3/Y_2O_3复合稀土氧化物掺杂的钼合金,观察了钼合金物相构成、显微组织和断口形貌,测试了其力学性能。结果表明:掺杂La-2O_3/Y_2O_3钼合金的物相组成为La_2O_3、Y_2O_3和Mo;锻造态钼合金横截面的晶粒尺寸随La_2O_3/Y_2O_3含量增加而减小,锻造态钼合金纵截面的显微组织为明显的纤维状织构组织形态;锻造态Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金的横截面断口为韧窝断裂和少量解理断裂,纵截面断口为沿晶脆性断裂;合金抗弯强度和弯曲角随La_2O_3/Y_2O_3含量的增加先增加后降低,Mo(La_2O_3)3.0(Y_2O_3)0.5钼合金抗弯强度达到1133 MPa,弯曲角达到38°。     

等离子喷涂 ZrO2基纳米涂层研究进展

ZrO2基纳米涂层具有低的气孔率、高的硬度和结合强度值,具有较低的热导率和较好的抗热冲击能力,且工艺成本低于电子束物理气相沉积,具有良好的应用前景;综述了近年来国内外纳米 ZrO2基陶瓷涂层的制备工艺方法,主要包括纳米粉体等离子喷涂工艺、液相等离子喷涂工艺以及等离子喷涂－物理气相沉积工艺等,综述了涂层稳定掺杂剂研究现状以及涂层后处理工艺等研究进展,对研究和应用前景进行了展望。     

7075超高强铝合金脉冲MIG焊接头组织与性能

目的 研究7075铝合金脉冲MIG焊接头组织与性能。方法 通过对5 mm厚7075铝合金进行脉冲MIG焊接,采用OM、SEM、万能试验机及显微硬度仪对接头的微观组织及性能进行表征。结果 7075铝合金脉冲MIG焊接头中,无咬边、裂纹、未熔合等焊接缺陷;接头显微硬度分布呈现中间低两头高的特征,平均抗拉强度高达370 MPa以上,达到母材强度的70%以上;焊缝区为晶粒尺寸约25~45 μm的等轴晶组织,靠近熔合线的焊缝区域为柱状晶组织,热影响区靠近熔合区一侧为类似等轴晶组织;焊缝区为韧窝断裂,热影响区为脆性沿晶断裂和少量韧窝断裂的混合断裂模式。结论 采用脉冲MIG焊技术可实现7075铝合金的高强连接。     

纯钛TA2线性摩擦焊接过程温度场模拟

基于有限元软件ABAQUS,建立纯钛TA2线性摩擦焊接过程的二维有限元模型,在频率35 Hz、振幅2.5 mm、摩擦压力50 MPa、焊接时间4 s的工艺参数下,分析纯钛TA2线性摩擦焊接温度场升温过程及冷却过程的温度场演变。结果表明:在升温过程中,摩擦焊接初始阶段界面最高温度在1 s之内迅速上升,随后焊接界面温度形成准稳态平台并且接头轴向缩短量开始线性增加。在冷却初始阶段,焊接界面温度下降明显。随着界面温度进一步降低,由于飞边热量回流作用,整个焊接界面上可以明显看到界面中心向外温度逐渐升高的趋势。     

32Cr2Mo2NiVNb 钢盐浴氮化工艺

目的将盐浴氮化工艺用于32Cr2Mo2NiVNb钢的表面处理。方法采用盐浴氮化工艺处理32Cr2Mo2NiVNb钢,通过对金相组织、力学性能、断口形貌、耐蚀性能、高温耐磨性能等的测试分析,研究该工艺对32Cr2Mo2NiVNb钢组织和性能的影响,验证该工艺对32Cr2Mo2NiVNb钢的适用性。结果32Cr2Mo2NiVNb钢盐浴氮化后,基体组织为均匀的细针状索氏体+少量游离铁素体,渗氮层深度约为0.23 mm,化合物层深度均匀,约为17μm,渗氮层疏松度、氮化物、脆性评级均达到1级;表面硬度为1011HV0.3,较氮化前提高153.4%;抗拉强度、拉伸断口形貌均无明显变化,断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量仅小幅降低;耐中性盐雾时间为镀硬铬试样的6.3倍;经190 s高温磨损的表面磨痕细小均匀,磨损失重较镀硬铬试样降低62.8%。结论盐浴氮化工艺不损害32Cr2Mo2NiVNb钢组织、强度等,仅使塑性、韧性指标小幅降低,相较于镀硬铬工艺,可显著提高32Cr2Mo2NiVNb钢的耐蚀性、高温耐磨性,对32Cr2Mo2NiVNb钢的工艺适用性良好。