强流脉冲电子束处理对GW103K镁合金表面微观结构和性能的影响

采用强流脉冲电子束(HCPEB)对GW103K镁合金进行表面处理,研究了不同脉冲次数(5次,15次)处理后合金的表面微观结构、硬度和耐腐蚀性能。结果表明:经HCPEB处理后,GW103K镁合金表面存在大量火山坑、收缩针孔和孪晶,原始组织中的β-Mg5(Gd,Y)颗粒基本溶解在基体中;15次脉冲HCPEB处理后合金的表面形貌和化学成分比5次脉冲HCPEB处理后的更均匀;随着HCPEB脉冲次数由5次增加到15次,合金表面重熔层的厚度由约7.67μm增加到约13.70μm;HCPEB处理后距表面50~250μm处的显微硬度均高于基体的,且均在距表面约70μm处达到最大;在质量分数3.5%NaCl溶液中,经5次脉冲HCPEB处理后合金的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好,这与钆、钇的溶解以及表面残余压应力有关。     

超声喷丸表面强化技术的研究现状与应用进展

综述了超声喷丸对材料表面完整性、疲劳强度、耐腐蚀性能的影响,总结了超声喷丸的应用现状,展望了超声喷丸的发展方向。     

喷丸表面改性技术的研究进展

喷丸具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点,是金属材料表面改性的有效方法。综述了喷丸表面改性技术的最新进展,介绍了利用微粒冲击和微粒镶嵌镀膜提高材料的耐磨性能、通过高能和超声喷丸实现金属表面纳米化及简化氮化工艺的研究结果,总结了喷丸力学分析的现状,提出在喷丸技术领域今后应加强材料力学性能的研究,获得能够直接服务于工艺的工程计算方法,以开拓新的应用领域。     

喷丸强化对2060铝锂合金表面完整性和疲劳性能的影响

为提高2060新型铝锂合金的抗疲劳性能,研究了喷丸强化对2060-T8E30铝锂合金表面完整性和疲劳性能的影响规律。利用表面轮廓仪、X射线应力测试仪、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等测试和分析了铝锂合金喷丸处理前后的表面完整性变化;使用高频疲劳试验机评价了喷丸强化处理对2060-T8E30铝锂合金疲劳寿命的影响规律;探讨了喷丸强化表面完整性与疲劳性能之间的内在联系。结果表明:合理强度的喷丸强化处理能够显著提高2060-T8E30铝锂合金的疲劳寿命,但过高或过低强度的喷丸处理不能达到改善铝锂合金抗疲劳性能的最佳效果,此归因于喷丸强化处理对铝锂合金表面完整性影响作用的非单调变化规律。     

闭孔泡沫铝的表面积与耐腐蚀性能

通过建立闭孔泡沫铝表面积模型,并进行相应的腐蚀试验,研究了泡沫铝孔结构参数与表面积和耐腐蚀性能的关系.结果表明:平均孔径一定时,材料孔隙率越大,实际表面积越大;孔隙率一定时,平均孔径越小,实际表面积越大;闭孔泡沫铝的耐腐蚀性远低于实体金属,在孔径相近情况下,随孔隙率的增大,耐腐蚀性能下降;孔隙率增加,使材料耐腐蚀性能下降的根本原因是表面积的增大.     

AZ91镁合金表面微弧氧化膜微观结构的TEM表征

在硅酸盐碱性电解液中,以AZ91镁合金为基体采用恒电流控制模式制备出微弧氧化陶瓷薄膜,采用透射电镜对微弧氧化膜的微观结构进行了分析,并测试了相关性能。结果表明:镁合金在以硅酸盐溶液为主的电解液中进行微弧氧化形成的产物主要是纳米晶MgO和MgAl2O4,并且形成了少量的非晶态物质和一定比例的较粗大MgO、MgAl2O4和MgSiO3晶粒,但这些粗大晶粒尺寸也在100~300 nm之间;形成的晶粒之所以如此细小主要是由于微弧氧化过程是一个快速烧结和快速冷凝的过程;制备的氧化膜在中性盐雾36 h后的腐蚀率小于0.09 g.cm-2.d-1,而显微硬度在1 000 HV以上。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术,以硅酸钠为主体配以Na2WQ、KOH、Na2EDTA辅助添加剂的电解液,在2A12铝合金表面原位生成陶瓷层,以提高铝合金的耐腐蚀性能.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了微弧氧化陶瓷层的截面形貌和相结构;用显微硬度仪测量了陶瓷层的显微硬度;用CS300P型电化学腐蚀工作站在36 g/L的NaCl溶液中测试了陶瓷层的电化学腐蚀性能.结果表明:微弧氧化陶瓷层的厚度为4 μm,显微硬度达到683 HV,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3;铝合金表面微弧氧化陶瓷层提高了铝合金的耐腐蚀性能,使其腐蚀速率明显减慢.     

固溶处理对Mg-Ce合金耐腐蚀性能的影响

以纯镁锭和Mg-30Ce中间合金为原料熔炼制备了铈质量分数为0.1％,0.5％,1％的Mg-Ce合金,并进行了420℃×8 h固溶处理,研究了固溶处理对不同铈含量合金显微组织和耐腐蚀性能的影响.结果表明:不同铈含量铸态Mg-C e合金晶界处和晶粒内均有大量Mg-C e稀土中间相,且随铈含量增加,中间相增多,固溶处理后,...     

预处理工艺对AZ91D镁合金锡酸盐转化膜的影响

用全浸泡腐蚀试验测定转化膜的平均腐蚀速率,研究了多种预处理工艺对AZ91D镁合金锡酸盐转化膜耐腐蚀性能的影响;用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪等分析了AZ91D镁合金锡酸盐转化膜的形貌特征及相结构。结果表明:先用磷酸酸洗,再用氢氧化钠、磷酸三钠、碳酸钠溶液碱洗的预处理方案得到的转化膜耐腐蚀性能最优。     

热处理对等离子喷涂铁基非晶合金涂层微观结构和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂技术在Q235钢基体上制备Fe48Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金涂层,之后对涂层进行200,300,500,600,700℃热处理,研究了热处理对涂层微观结构、耐电化学腐蚀性能和耐均匀腐蚀性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶含量降低,孔隙率先减小后增大,经300℃热处理后涂层的孔隙率最低,且低于未热处理涂层的;热处理后涂层中的晶体相主要包括α-Fe,Fe-Cr,Fe63Mo37,Fe3C等;随着热处理温度的升高,涂层的自腐蚀电流密度先减小后增大,经300℃热处理后,自腐蚀电流密度最小,涂层的耐电化学腐蚀性能最好;经过热处理后,涂层在NaCl溶液中浸泡31d后的单位面积质量损失减小,且热处理温度越高,单位面积质量损失越小,涂层的耐均匀腐蚀性能提高。     

稀土对泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的影响

研究了稀土对泡沫铝及泡沫铝合金泡沫化和压缩性能的影响,讨论了稀土加入量和泡沫铝及泡沫铝合金耐腐蚀性能的关系。结果表明：稀土对铝合金泡沫化无异常影响;在泡沫铝和泡沫铝合金中添加适量稀土元素,可以提高泡沫铝和泡沫铝合金的耐腐蚀性能;相同腐蚀介质中,孔隙率高的泡沫铝合金腐蚀更严重;稀土对泡沫铝及其合金的力学性能影响不大。     

镍基718材料表面润湿性对耐磨和耐腐蚀性能的影响

针对镍基高温合金Inconel 718材料,探究铣削加工参数与表面润湿特性的关系,研究不同液体介质(水、人工海水、32号润滑油)接触角变化对表面摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响。利用正交试验法研究铣削参数(切削速度V_s、每齿进给量f_z以及切削深度a_p)与表面润湿性的关系,利用单因素试验研究接触角变化对摩擦系数f和腐蚀速率的影响。对于镍基高温合金Inconel 718材料表面,水的接触角θ、每齿进给量f_z对其影响最大,切削深度a_p次之,铣削速度V_s最小,且在V_s=60m/min、f_z=0.05mm/r、a_p=0.6mm时接触角最小;采用32号油润滑时,分别观察接触角θ为9°、12°、16°、19°、21°时摩擦系数的变化;随着θ的增大,摩擦系数f在0.08～0.20之间逐渐增加,增大趋势明显;对于水润滑,摩擦系数f随接触角θ增加,并在0.24～0.27之间变化,增大的趋势很微弱;对于长期工作于海水中的镍基高温合金Inconel 718材料表面,接触角θ从61°增大到79°时,相同时间内腐蚀量从0.65%下降为0.45%,耐腐蚀性变好。对于镍基高温合金Inconel 718材料表面的铣削加工,为获得较好的润湿性能,应重点关注每齿进给量f_z和切削深度a_p;为提高Inconel 718材料表面的摩擦性能,应尽量减小表面对润滑剂的接触角;提高对腐蚀性介质的疏水性则可以有效改善Inconel 718材料表面的耐腐蚀性能。     

盐酸-激光复合刻蚀+SA修饰制备镁合金表面超疏水结构的耐腐蚀性能

采用盐酸-激光复合刻蚀+十八烷酸(SA)修饰工艺,在抛光态AZ91镁合金表面制备超疏水结构,研究了其表面形貌、润湿性能和耐腐蚀性能。结果表明:复合刻蚀后,镁合金表面形成了一种以微米尺度的点状凹坑以及紧密且有序排列的凸起结构为主的粗糙结构,再经SA修饰后,形成了微纳米级复合粗糙结构;复合刻蚀+SA修饰后的表面呈现超疏水性,且表现出良好的抗水滴黏附性能;与抛光态镁合金相比,复合刻蚀+SA修饰所得超疏水镁合金的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度下降,显示出良好的耐腐蚀性能;在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡24h后,该超疏水表面未发现明显的腐蚀迹象。     

磁控溅射MoS2薄膜的结构和微观摩擦磨损特性

利用磁控溅射法制取了ＭｏＳ２薄膜,通过Ｘ光电子能谱、Ｘ射线衍射和ＡＦＭ／ＦＦＭ方法对薄膜的表面形貌、成分、化学价态、结构和微观摩擦磨损性能进行了研究。实验结果表明：ＭｏＳ２薄膜表面呈蠕虫状,微观结构为（１００）面平行于基面的非晶态,表面膜由ＭｏＳ２和少量的ＭｏＯ３组成。在微观摩擦磨损过程中,ＭｏＳ２薄膜的摩擦系数较大,且而磨性能高;微摩擦过程中没有磨合阶段,不存在摩擦机理的转变。     

GH4169 高能喷丸表面纳米化的研究

采用GH4169高温舍金进行高能喷丸表面纳米化试验,通过X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、能谱及硬度测试等方法对不同时间喷丸后材料表面晶粒尺寸、形貌以及变形层硬度进行分析.结果表明:喷丸5 min实现表面纳米化,表面晶粒尺寸约为58.25 nm,随着喷丸时间的延长,晶粒逐渐细化,在喷丸30 min时,表层晶粒尺寸约为21.41 nm,强烈变形层深度达到8 μm,表面硬度约为HV480,继续延长时间,表层晶粒尺寸变化不大,在喷丸120 min时,表层晶粒尺寸约为20.27 nm,表面硬度约为HV600,强烈变形层深度达到40 μm.     

表面形貌对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢耐腐蚀性能的影响

利用扫描电镜和原子力显微镜等方法研究了在偏酸性环境条件下,表面形貌对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢耐腐蚀性能的影响.结果表明:1000#砂纸抛光试样的耐腐蚀性能最好,机械磨削试样次之,800#砂纸抛光试样的最差;试样的耐腐蚀性能并不是随着表面粗糙度的降低而增强;这主要是由于1000#砂纸抛光试样具有较高的亚稳态和稳定孔蚀电位,而800#砂纸抛光试样比磨削试样更容易在表面形成腐蚀微电池所引起的.     

镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究

在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆,并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明：直径为1～2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层,镀层和基体之间存在混融的过渡层;镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好,其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能;适当降低氩气压力,提高溅射电流,可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流,从而抑制了腐蚀倾向,但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。     

燃料电池用316L不锈钢双极板表面磁控溅射铬涂层的耐腐蚀性能

采用磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积铬涂层,并采用电化学方法对其在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:在不锈钢表面制备的铬涂层均匀致密,显著提高了不锈钢的自腐蚀电位,自腐蚀电流密度由7.62μA·cm-2减小到0.06μA·cm-2,可显著提高不锈钢的耐蚀性;在腐蚀溶液中长期浸泡时,铬涂层一直保持着较好的稳定性。     

TiNi表面磁控溅射DLC薄膜的纳米压痕与摩擦性能

采用室温磁控溅射技术在TiNi合金表面制备出DLC/SiC(类金刚石/碳化硅)双层薄膜(SiC为中间层),采用拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球-盘式摩擦磨损仪研究DLC薄膜的结构、纳米压痕和摩擦性能.结果表明:制备的DLC/SiC薄膜石墨含量高、纳米硬度(5.493 GPa)低、弹性模量(62.2447 GPa)低.在以氮化硅球(半径为2mm)为对摩件,4.9N载荷、室温、Kokubo人体模拟体液润滑下,该DLC/SiC薄膜具有低且稳定的摩擦因数,其平均值约为0.094.     

镁合金的表面氧化膜及其耐蚀性

介绍了国外镁合金用阳极氧化和化学氧化成熟工艺及近年的新发展,阐述了有关镁合金表面阳极氧化膜和化学转化膜构成的研究成果,比较了不同工艺得到的表面膜的耐蚀性。