钛材料表面改性新技术的开发及应用研究

成功研发出能显著增强钛及钛合金耐磨耐蚀性能的经济有效、环境友好表面改性新技术—改进表面热处理(PTO)技术.用扫描电镜观察分析表面形貌和截面组织,用浸泡试验和盐雾试验评价材料的耐蚀性,用磨损试验评价材料的抗咬合能力.结果表明,PTO处理在钛表面形成了均匀致密、结合牢固的高性能防护层,其表面硬度增加了近5倍、抗咬合能力提高了3个量级;未经PTO处理钛试样在沸腾5%盐酸溶液的腐蚀速度为0.932mg/cm2·h,而PTO处理试样未检测到腐蚀失重,PTO处理钛表面层在沸腾20%盐酸溶液中的寿命是等离子氮化处理的约40倍.     

经济型双相不锈钢的离子氮化及其组织结构和腐蚀磨损性能

经济型双相不锈钢以其低廉价格、良好的力学及耐蚀性能的综合优势受到重视,但其硬度低,抗磨性能较差,限制了该合金的广泛应用。对LDX2101经济型双相不锈钢在390℃到480℃温度区间和25%N2+75%H2气氛中离子氮化10h,研究了氮化改性层的组织结构、机械性能、耐蚀性以及干摩擦和腐蚀磨损性能。结果表明,离子氮化后可在LDX2101表面形成一层具有一定硬度的致密氮化层,氮化层厚度随处理温度升高由5μm增加到28μm。表面原奥氏体和铁素体晶粒氮化后分别转化为S相(γN)和针状ε相镶嵌其中的氮在铁素体中的过饱和相αN。氮化后LDX2101的表面硬度最高可提高4倍以上,干摩擦条件下的磨损量可降低3个数量级以上。干摩擦条件下氮化层的耐磨性取决于氮化层硬度和厚度,而在腐蚀介质中的磨损性能与氮化层耐蚀性相关。研究证明只有低温离子氮化(≤420℃)可提高LDX2101的腐蚀磨损性能。     

医用钛材料表面改性新技术应用研究

成功研发出能显著改善医用钛材料综合性能的经济有效、环境友好表面改性新技术-改进表面热处理(PTO)技术.PTO表面改性钛植入物显示了优异的综合性能:显著改善的耐磨耐蚀性能;良好的生物相容性;优异的血液相容性.     

GCr15钢接触疲劳寿命与断裂韧度关系的研究

对五种不同硫含量(0.009—0.092wt％)的GCr15钢进行了接触疲劳试验并测试了其断裂韧度K_(IC)值。试验数据进行了较为严格的统计处理,研究了接触疲劳寿命与断裂韧度K_(IC)的相关性。统计分析结果表明:GCr15钢的额定寿命L10与K_(IC)相关性不显著,但中值寿命L50与K_(IC)之间具有显著的相关性。因此,断裂韧度K_(IC)有可能作为中值寿命L50的一种度量。     

英国表面工程的现状及挑战

近期英国权威机构对英国表面工程的现状和发展作出了系统的评估报告。文中根据这些报告扼要介绍了英国表面工程的现状、面临的挑战及将来发展的机遇。15年来英国表面工程得到长足的发展,表面工程技术已应用于70 %以上的终端产品。表面工程所创造的市场价值增加了2倍多。但英国表面工程面临很多挑战,如传统制造业的萎缩和日益提高的环保标准以及可持续发展的要求。英国表面工程将在航天航空、医疗器械、新能源及其它高附加值市场得到进一步发展。     

激光熔覆-活化屏等离子体复合处理层耐磨性能研究

为了研究激光熔覆层性能对活化屏等离子体氮化处理层耐磨性能的影响,采用两种铁基合金粉末(Fe90和Fe314)在45钢基体表面进行激光熔覆,然后进行等离子体氮化复合处理,测试涂层干摩擦条件下的磨损性能。研究结果表明:复合处理后,Fe90激光熔覆层的硬度由750HV提高到1350HV,Fe314激光熔覆层的硬度由540HV提高到927HV;在相同载荷(30N)下,Fe90复合处理层的耐磨性提高到1.2倍,而Fe314复合处理的耐磨性降低为原来的42%;复合处理耐磨性能提高的关键在于激光熔覆层与氮化层的合理搭配,熔覆层能够提供足够的支撑。     

人造关节材料表面工程的现状及前瞻

表面工程已成为一门非常有前景的改善生物医学材料摩擦性能,从而提高人造关节性能及服役寿命的关键技术.长寿命人造关节的发展对生活质量的提高和对社会、经济的可持续性发展有着巨大的促进作用.文中首先扼要地讨论了制约人造关节寿命的主要问题(即承载啮合面的磨损)及可能的解决办法-表面工程.随后以研究结果为例回顾了表面工程技术发展的现状及存在问题.最后指出并讨论了人造关节表面工程未来的发展方向.     

英国学者董汉山博士谈人造关节材料及其表面工程的新进展

<中国表面工程>期刊编委、英国学者董汉山博士于2008年4月3日访华,并应邀做学术报告,董汉山先生所在的英国伯明翰大学表面工程研究室在金属基人造关节材料方面取得了新的突破.