不同氮氩比对TC4合金激光气体渗氮的影响

针对TC4激光渗氮时产生裂纹而影响材料使用性能的问题,试验采用氩气和氮气的混合气体,对钛合金板块TC4进行激光气体渗氮,并研究了不同的氮气含量对渗氮层的裂纹、组织特征以及硬度等的影响.结果表明,在氮气含量低于40％的情况下,渗氮表面基本无裂纹产生;渗氮层的表面硬度以及渗氮深度随着氮气含量的降低而有所降低.另外还对渗氮层进行线扫描分析发现,在钛合金TC4激光气体渗氮过程中,渗氮层中的合金元素发生了选择性汽化现象.     

微弧火花单脉冲沉积斑形貌分析

为了探索微弧火花单脉冲沉积机制,采用铁基合金进行单脉冲沉积实验。使用扫描电镜(SEM)对沉积斑的表面形貌进行观察并分析其形成过程。结果表明微弧火花作用下的单脉冲沉积斑形貌可以分为3类:飞溅沉积斑、熔滴粘连沉积斑和凌乱破碎沉积斑。分析认为3类沉积斑的形成本质是一致的,都是通过气体介质电离击穿、放电通道的建立和熔滴过渡所产生的,而熔滴过渡过程中的受力及受力方式的不同导致其沉积斑的多样性;此外,高温下熔体的表面张力对沉积斑形貌也有影响。     

钛合金表面电火花沉积强化研究现状

介绍了电火花表面沉积工艺的基本原理和技术特点，以及国内外电火花沉积技术在钛合金表面强化领域的研究现状。在钛合金表面进行电火花沉积，可得到具有高硬、耐磨、耐高温氧化、低摩擦系数的特殊表面涂层。虽然电火花表面强化技术具有特殊的强化效果，但存在着电火花强化层的表面粗糙度不容易控制、生产效率低、强化工艺不稳定的缺点。因此，今后要深入研究电火花放电机理，进一步提高强化效率，研究不同电极、基体材料的强化工艺。     

三种航空发动机供油系统典型部件的气蚀

为了研究航空发动机供油系统部件的气蚀失效机制与规律,分析了航空发动机供油系统中三种典型合金(TC6钛合金、ZL101铝合金、2Cr3WMoV钢)部件的气蚀原因,并比较了其气蚀特点.研究表明,在航空煤油介质中,材料强度和微观组织对气蚀破坏的微观行为有较大影响.三种合金中都广泛存在气蚀的相选择性行为,即那些较软易变形的或韧性较差的相通常较另一相优先被气蚀,使材料表面的整体强度下降,从而导致材料破坏的加剧.另外在航空发动机供油系统中冲蚀常伴随气蚀同时发生,常见的气蚀损伤多为"冲蚀-气蚀"复合机制所致.     

激光熔覆铜基合金涂层中的液相分离行为

为了研究铜基合金激光熔覆中的液相分离行为,根据液相分离理论在ZL104铝合金表面成功制备了具有液相分离特性的铜基合金涂层,并采用扫描电镜等对涂层中液相分离形成的分离相(硬质强化相)的形态特征与分布规律进行了观察,研究了不同分离相的形成机制与液相分离行为.研究表明,涂层中的分离相通常呈弥散分布和偏聚2种典型形态.熔池温度较高时分离相表现出"富Mo核心 包围相"的2层复合结构,呈边缘粗糙的不规则近球状形貌,这是由异质形核诱发的液相分离所形成的;温度稍低时强的表面能约束则是影响液相分离的主要因素,并使分离相呈光滑球状形态.当表面能过高时在对流等因素作用下分离相问会发生严重的碰撞凝并,最终形成大块偏聚体.     

TA2钛合金表面激光熔覆Ni基Tribaloy 700涂层

为提高钛合金表面强度,采用预置Tribaloy700(T700)合金粉末的方法在TA2钛合金表面进行了激光熔覆制备Ni基T700涂层的研究。研究结果表明,通过激光熔覆能够获得良好的T700合金涂层;涂层中Ti的适量存在能够促进laves相的析出与长大,Ti稀释较小时涂层组织主要为胞状和胞-枝蔓状的奥氏体γNi相,而Ti稀释较大时涂层组织为基体(TiNi γNi相) Laves相;涂层与基材之间有一厚约80~100μm的过渡区。显微硬度测试结果表明,在固溶强化及细晶强化等作用下T700熔覆涂层的显微硬度较常规方法有明显提高,适量的Ti稀释能够进一步提高涂层的硬度。根据Ti稀释程度的不同,涂层的平均硬度值在700~1000HV之间,约比TA2钛合金基材高4~5倍。     

钛合金表面电火花沉积强化研究现状

介绍了电火花表面沉积工艺的基本原理和技术特点,以及国内外电火花沉积技术在钛合金表面强化领域的研究现状.在钛合金表面进行电火花沉积,可得到具有高硬、耐磨、耐高温氧化、低摩擦系数的特殊表面涂层.虽然电火花表面强化技术具有特殊的强化效果,但存在着电火花强化层的表面粗糙度不容易控制、生产效率低、强化工艺不稳定的缺点.因此,今后要深入研究电火花放电机理,进一步提高强化效率,研究不同电极、基体材料的强化工艺.     

铝合金电火花沉积层的组织和抗空蚀性能

为了研究铝合金电火花沉积(ESD)的典型组织特征与抗空蚀修复应用的可行性,在ZL101铝合金表面制备了纯Al和Al-Si两种铝基合金ESD沉积涂层,并对所获涂层的典型显微组织和抗空蚀性能进行了研究.结果表明,两种沉积涂层均表现为典型的多层结构.纯Al涂层以α相为主,显微硬度仅为约50 HV,内部缺陷较多.Al-Si涂层内缺陷则较少,Si相呈均匀的枝蔓状分布,其显微硬度较纯铝涂层高约75％.沉积材料中Si元素的加入能够改善沉积微过程中熔融液滴的流动性,从而减少缺陷的产生.4h空蚀测试表明:纯铝涂层的累积质量损失为137.8 mg,约为基体的189％,抗空蚀性能较差;而Al-Si沉积涂层则较好,累积质量损失仅约为基体的32％(23.6 mg).分析认为,更好的子层间结合质量和高强度枝蔓状Si相的均匀分布是Al-Si沉积涂层拥有较好抗空蚀性能的主要原因.     

不同金属氧化物对CO2激光吸收性能的比较研究

在室温下金属材料对激光的反射率很大,尤其对CO2激光的反射率达90%以上,因此在激光相变硬化和熔凝过程中,能提高金属材料对激光吸收率的吸收涂层起到了非常重要的作用.常用金属氧化物大多为半导体或绝缘体,对激光有良好的吸收性能.本文通过金相法考察了6种金属氧化物对CO)2激光的吸收性能,并对吸收激光的性能与其能级结构的关系进行了初步探讨.研究表明,TiO2在低或高功率密度下对CO2激光均有较高的吸收率,可以以其作为吸光涂料的主要成分.     

电火花沉积制备网格状纳米Si/Al复合材料

采用高功率电火花沉积(ESD)设备在铸铝合金基体上成功制各出了具有网格状纳米Si强化的Al基复合材料.研究表明,复合材料中网格状Si相由许多粒径约50nm的颗粒状Si相相互连结而形成;块状的α-Al相填充在网格中间,形成"纳米尺度网格状Si相 块状α-Al相"的复合结构;复合材料的平均显微硬度约为105 HV,是传统工艺制备的相同成分合金的近两倍.分析认为,复合材料中晶粒细化和网格状高强度Si相所起到的载荷传递等作用是强度提高的主要原因.