Plasma Alloying of TiAl with Niobium and Its Wear Resistance

将双层辉光离子渗铌技术应用于TiAl合金从而改善其耐磨性能。对TiAl渗铌合金层组织,室温和600℃高温摩擦学性能进行了研究。结果表明,TiAl经离子渗铌后表面形成厚度约12μm的铌合金层,渗层组织致密均匀,其组成物主要包括AlNb2、AlNb3、Ti2AlNb和Nb。铌合金层在600℃的耐磨性明显提高,并且室温耐磨和减摩性能均优于TiAl基材。     

纯钛TA2表面等离子Nb合金化工艺研究

研究了纯钛TA2表面等离子Nb合金化工艺实验。分析了预轰击时间、放电气压、源极电压、工件电压、工件温度和保温时间等参数对渗层Nb含量的影响,在此基础上得到优化的工艺参数。结果表明:预轰击时间较长能够获得Nb含量较高的渗层;气压65 Pa可以得到最佳质量的渗层;合理的源极电压为600～500 V,工件电压为400～200 V;温度、时间的影响规律符合一般的扩散定律,适宜的处理温度为1000℃,保温时间为4 h。     

γ-TiAl合金表面TiC渗镀层的摩擦磨损性能

为了改善γ-TiAl合金摩擦学性能不理想的问题,采用双辉等离子表面合金化技术在γ-TiAl合金表面制备了TiC渗镀层,并使用扫描电子显微镜（SEM）、辉光放电光谱成分分析仪（GDOES）和X射线衍射仪（XRD）对TiC渗镀层的形貌、化学成分和物相结构进行分析,借助显微硬度计、划痕仪和往复摩擦磨损试验机对渗镀层的表面硬度、结合强度和摩擦磨损性能进行研究。结果表明：在γ-TiAl合金表面形成了纳米结构的TiC渗镀层,其中,沉积层厚约7 μm,扩散层厚约15 μm。渗镀层硬度比基体显著提高,达到2200 HV_0.2。渗镀层的摩擦因数和比磨损率都比基体大幅降低,摩擦因数从基体的0.7下降为0.37,比磨损率仅为基体的6.5%,表明制备的TiC渗镀层有效提高了γ-TiAl合金的耐磨性能。     

载荷和滑动速度对块体镁基非晶合金干摩擦性能的影响

目的以制备的Mg_(59.5)Cu_(22.9)Ag_(6.6)Gd_(11)块体镁基非晶合金为基础,探索法向载荷和滑动速度影响镁基非晶合金干摩擦行为的规律和机制,为进一步研究镁基非晶合金提供实验依据。方法采用UMT-2多功能摩擦磨损机,改变法向载荷和滑动速度的大小,进行摩擦磨损实验。通过白光干涉轮廓仪测出磨损轨迹的宽度和深度,再根据公式计算出磨损体积和磨损率。利用扫描电镜和EDS能谱分析磨损轨迹,揭示非晶合金的磨损机制。结果随着载荷的增加,磨损率先减小后稳定,摩擦系数略有减小。随着滑动速度的增加,磨损率先减小后增大,在相对滑动速度为120 mm/s时出现最小值。载荷小于20 N时,磨痕表面布满犁沟和小颗粒状磨屑;载荷大于20 N时,磨痕表面出现层叠状非均匀塑性变形层,对磨球表面转移膜粘连明显。滑动速度低时,磨痕表面布满犁沟,随着速度的增加,先是软化均匀流变,接着出现熔化、剥落。结论块体非晶镁基合金在低载荷下以磨粒磨损为主,还伴随着氧化、少量的粘着;载荷大于20 N时,变为粘着磨损为主。低滑动速度下以磨粒磨损为主,当滑动速度为180 mm/s时,试样表面熔化失效,磨损方式为剥落和磨粒磨损的综合。     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

渗氮钛基PbO_2耐酸阳极的电化学性能

采用热分解法制备以离子镀TiN0.26为基体、非贵金属SnO2+Sb2Ox为中间层和PbO2为活性层的耐酸阳极。采用XRD对其基体与表面层物相进行表征,同时用循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和加速寿命试验等方法对该电极在强酸中的电极性能进行测定。结果表明:TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2阳极的伏安电荷(91.3mC·cm-2)明显高于Ti/SnO2-Sb2Ox/PbO2(66.6mC·cm-2),说明前者的表面层活性点较多,析氧电催化性能较好;交流阻抗测试表明前者的Rf(1.62Ω·cm2)低于后者的Rf(2.69Ω·cm2),前者的导电性较好;且前者在强酸溶液中的预期使用寿命可达43h。因此TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2电极可以作为较理想的耐酸阳极材料。     

动水条件下油气的二次运移与水动力遮挡圈闭的形成条件

本文从动水条件下流体势分布特征的分析出发,根据视水头梯度的概念,讨论了构造产状对等油势面倾角的影响,提出了动水条件下单斜储层中油气运移方向的判别公式,并得出了构造和地层圈闭在动水条件下毛细管压差可以封存的最大油柱高度的计算公式。作者认为,水动力必须和构造或岩性配合才能封闭油藏,纯粹的水动力圈闭不可能存在。在此基础上,作者从势分布的角度给出了圈闭的定义,这个定义不仅适用于静水环境,也适用于动水环境。     

碳酸盐生油岩热演化模拟实验

本文对苏南三迭系青龙组石灰岩干酪根、冀北中元古界铁岭组白云质灰岩岩样及从中分离出的干酩根进行了热模拟实验.用同位素质谱、气相色谱、液相色谱、红外光谱、核磁共振、元素分析、热解、热重、X-衍射、顺磁共振和光学方法对热模拟所得气态产物、抽提物及干酪根进行了分析,获得了对碳酸盐生油岩热演化规律的认识,给出了碳酸盐生油岩成熟度评价的成熟阶段下限和高成熟阶段下限的标准,供碳酸盐岩分布区油气评价工作参考使用. 铁岭组岩石样品和干酪根样品热模拟结果的对比表明,干酩根在岩石中热演化稍慢于分离出来的干酩根热演化.     

双层辉光等离子表面冶金技术

在离子渗氮技术的基础上,发展了双层辉光离子渗金属技术.该技术已成功地将固态合金元素如Ni, Cr, Mo, W, Ti, Al, Nb, Zr以及它们的组合渗入金属材料表面,形成一系列高硬度、耐磨、抗腐蚀合金层.例如在钢铁材料表面形成高速钢和镍基合金;在钛合金表面形成阻燃及耐磨合金等.该技术已获美、英、加等多国专利.本文简要介绍双辉技术的基本原理、主要工艺参数、主要研究结果和应用等.