TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺的优化

以渗层厚度和表面硬度为评定依据,采用正交试验对TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺进行了优化,其中渗硼温度影响最大,其次为渗硼时间和ZrO2含量,B4C含量影响最小,最优工艺为:渗硼温度1 050℃,渗硼时间25h,渗硼剂配比(质量分数):B4C 20%,ZrO24%,SiC 76%。利用X射线衍射仪和光学显微镜对渗层的物相组成和厚度进行分析,结果表明:渗层表面主要由TiB2、TiB、TiB12、TiC、TiN组成,渗层厚度为46.67μm。与基础渗硼剂所得渗层相比,渗硼层厚度、渗层硬度、界面结合力和耐磨性都有所提高。     

TC4钛合金固体渗硼催渗剂的研究

在基础固体渗硼剂(碳化硼和碳化硅)中分别添加氟硼酸钾、氧化铪、氧化锆和氧化镧(4%,质量分数)对TC4钛合金渗硼层的表面形貌、渗层厚度、硬度及渗层组织的影响进行了研究,并对其各自的作用机制进行了探讨,最终优选出最佳的催渗剂。结果表明:添加氟硼酸钾的渗层表面凹凸不平且腐蚀严重,与渗硼之前的试样相比,试样厚度明显减少,因此不能作为TC4钛合金固体渗硼的催渗剂;添加氧化铪的试样渗层表面形貌良好,但渗层疏松且薄,与基础渗硼剂的相比,厚度不仅未增加,反而有所减少(减幅为90.7%),因此也不能作为TC4钛合金的催渗剂;添加氧化锆、氧化镧的渗层表面形貌良好,与基础渗硼剂的相比,厚度与硬度得到显著提高(添加氧化锆增幅分别为30.1%和30.3%,添加氧化镧增幅分别为49.7%和90.2%),具有明显的催渗作用,因此能作为TC4钛合金固体渗硼的催渗剂;与添加氧化锆的渗层相比,添加氧化镧的渗层组织均匀致密,渗层更厚更硬(分别提高了15.1%和46.0%),具有更显著的催渗效果,是最佳的TC4钛合金固体渗硼的催渗剂。     

SiCp/Cu复合材料切削加工性及其加工表面微观结构研究

通过应变测力仪，测量每一组切削用量参数下Cu及SiCp／Cu复合材料的切削力，并用电子显微镜观察分析切削表面的微观结构。研究表明：由于SiC颗粒对位错运动的阻碍，在SiCp／Cu界面处形成位错塞集群，产生应力集中，使SiCp／Cu复合材料切削过程呈典型的脆性分离；切削力随背吃刀量和进给量的增大而增大，随切削速度的增大而减小。     

ECAP细化晶粒法的仿真与分析

ECAP(Equal Channel Angular Extrusion)方法，是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元（FEA）分析软件ANSYS对Al的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明：外切角Φ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性（如弹性模量、泊松比等）等等，对材料的变形量都有不同程度的影响。     

SiCp粒径及含量对铝基复合材料拉伸性能和断裂机制的影响

采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数(1.5%,5%)亚微米(130 nm)和微米级(14μm)的SiCp增强铝基复合材料,并对其拉伸性能及断口形貌进行了分析.结果表明:粒径为130 nm的SiCp增强的铝基复合材料抗拉强度随着体积分数的增加而提高,其断裂机制是在Al-SiC界面处的铝基体撕裂形成的空洞和裂纹扩展为主;而粒径为14μm的SiCp增强的铝基复合材料的抗拉强度随着体积分数的增加而降低,其断裂机制为部分SiCp的解理断裂并沿基体扩展的复合过程.     

TD处理42CrMo合金钢制备多孔碳化钒(VC)层

利用TD盐浴法,在42Cr Mo合金钢表面制备多孔碳化钒层,并探究多孔结构的形成机理。设计4%、6%、8%、10%和12%五种不同质量分数Al含量的盐浴剂。采用SEM、EDS、XRD和显微硬度计等,对950℃×4 h渗钒后试样的渗层形貌、横截面、成分、表面硬度和盐浴剂粉末进行检测分析。结果表明:4%和12%Al含量的盐浴剂会严重腐蚀材料基体,表面未生成VC层;6%,8%和10%Al含量的盐浴剂可在基体表面生成多孔状VC层,厚度分别为8,8和6μm,渗层维氏硬度在950~1 150,约为基体硬度(450)的2.5倍;VC层的生长过程为:微量的V原子进入基体,使奥氏体中C原子的固溶度降低,溢出的C原子聚集在晶界处并沿着晶界向外迁移,从而与盐浴剂中的V原子生成VC晶粒,进而在晶界处形成"凸"型VC形貌,多孔组织结构也随之形成;随Al含量增加,VC晶粒择优向I(200)晶面生长,孔洞尺寸逐渐增大。     

太阳能海水淡化与发电系统的设计与研究

提出了一种利用太阳能作为供热源同步进行海水淡化与热发电的新系统,并对系统原理进行了介绍。根据等熵均相平衡理论和两相流理论给出了两相流喷嘴的设计过程,分析得出了理论淡水率和发电量的计算方法。经理论分析得出,海水的焓降转化成系统的电能和海水的动能,因此应尽量减少海水那部分的动能来提高发电量。试验发现实际淡水率略高于理论值,而实际发电量较少。最后针对理论发电量和实际发电量的之间的差别给出了简单分析,其中海水未充分膨胀是发电量低的最主要原因。     

氧化镧对TC4钛合金固体渗硼的影响

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形貌组织;显著提高了渗层的厚度与表面硬度(增幅分别为50.7%和34.8%);提高了渗层与基体的界面结合力(增幅为37.25%);大幅提高了渗层在摩擦磨损过程中抗剥落性能以及渗层自身的抗裂性能。自身抗裂性能的提高与渗层中含有Ti金属物相从而提高渗层的韧性有关。添加氧化镧渗层与未添加氧化镧渗层相比,具有低的摩擦系数(0.12)且摩擦磨损表面无对摩件中Fe元素。     

AZ91D镁合金表面Ni-铅基巴氏合金双镀层的摩擦磨损性能

为了改善镁合金的摩擦学性能,采用化学镀镍与热浸镀铅基巴氏合金相结合的方法。在AZ91D镁合金表面获得了Ni-铅基巴氏合金双镀层。用JEOLJSM-7001F型扫描电镜观察了镀层的形貌,以CETRUMT-2型球盘试验机研究了干摩擦条件下AZ91D镁合金基体和Ni-铅基巴氏合金镀层的摩擦学性能及摩擦后的表面磨痕轮廓特征。研究发现,镁合金基体与Ni-铅基巴氏合金镀层载荷为0．5N时平均摩擦系数分别为0．397和0．145,磨损率分别为3．180×10-3,9．826×10-5mm3／（m·N）;载荷为2N时摩擦系数分别为0．346和0．254。磨损率分别为1．991×10-3,7．763×10-5mm3／（m·N）。结果表明,Ni-铅基巴氏合金双层镀层使镁合金表面的减摩性能得到显著提高,同时也有效地提高了基体的耐磨性能。     

微米SiCp增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究

以微米级(14μfm)SiCp和微米级Al粉(100～200目)为原料，采用冷压烧结和热挤压方法制备出不同体积分数的微米SiCp增强Al基复合材料，研究了它的耐磨性能。结果表明在较高载荷下，SiCp的体积分数为1．5％和5．0％的SiCp／Al基复合材料耐磨性比市售挤压态锡青铜QSn6．5—0．4和纯Al高得多，且随SiCp含量增加，复合材料的耐磨性能提高；磨损表面形成Al基体 弥散分布SiCp的理想耐磨组织。