机械能助渗硅的研究

开发研究了机械能助渗硅工艺 ,将渗硅温度由常规工艺的 950～ 1 0 50℃降低到 480～ 540℃。用自己研制的渗硅剂 ,在540℃× 4h得到 60 μm的渗硅层。渗硅层表面硬度为 70 0HV0 .1 ,由外向里 ,逐渐降低到其基体硬度。渗硅层表面为Fe3Si相 ,组织致密 ,未发现明显的孔隙 ,能实现无孔渗硅 ,满足耐蚀性要求。渗硅层的硅含量 (质量分数 )为 1 8%左右 ,略高于常规工艺所得渗层的硅含量。机械能助渗硅的渗硅温度低 ,渗硅时间短 ,节能效果十分显著 ,产品质量明显提高 ,且设备投资少 ,原料来源广泛 ,成本低廉 ,将为渗硅在耐蚀性方面的应用提供广阔的前景。     

AISI304不锈钢表面Fe3Si型硅化物渗层的制备及渗硅机理

以n(NaCl)∶n(KCl)∶n(NaF)=2∶2∶1碱金属卤化物混合体系做载体,采用不同摩尔比的Na2SiF6和Si粉作渗硅剂,在800℃下利用熔融盐法分别对AISI 304不锈钢进行渗硅处理.采用X射线衍射仪(XRD)分析渗硅层的物相组成,用附带能量色散谱仪(EDS)附件的扫描电子显微镜(SEM)研究渗层截面的形貌和成分,分析熔盐法渗硅层的形成机理.结果表明:融盐中SiF62-的浓度决定渗层中Si元素的含量,由于SiO2在融盐体系中的溶解,融盐中SiF62-得到补充,渗层中Si元素的含最进一步提高.     

铌合金高温抗氧化涂层的研究

本工作采用简易的低真空(10~(-1)—5×10~(-2)乇)高温(1400—1480℃)、短时间(几分钟)熔烧工艺,研究并发展了两类防护铌合金高温氧化的涂层。—类是用熔烧工艺在铌合金上形成硅化物——陶瓷复合涂层。另一类是在铌合金上熔烧40Ti—60Cr预合金底层然后再在1000—1150℃氩气中渗硅1—4小时形成铬钛硅复合涂层。这两类涂层均能在1300℃防护铌合金抗氧化200小时以上;1300℃(?)20℃抗热震300次以上;涂层试样经1300℃100小时抗氧化试验后,仍可弯曲至对叠(弯曲角180度)而基体铌合金不脆断,常温抗拉试验结果亦表明,涂层工艺对基体塑性无明显不良影响。本工作对涂层的组成和金相织构亦作了初步研究。     

渗硅奥氏体不锈钢的组织和性能研究

采用硅粉作渗剂,在850℃、900℃和950oC对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了不同时间的渗硅处理。通过金相试验、XRD和硬度试验等研究了渗硅层的组织、渗层深度、硬度和抗氧化性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti钢均获得了致密的渗硅层,渗层主要由Fe3Si相以及少量的FeSi相组成,其中夹杂着黑色粒状物。渗层深度随着渗硅温度的提高而增厚,并与渗硅时间的平方根成正比;稀土催渗剂可以明显提高渗硅层深度。渗硅显著提高了不锈钢的表面硬度及抗氧化性能。     

基于缝式喷嘴的高硅钢渗硅速率实验研究

目的研究基于缝式喷嘴的SiCl4和N2混合气体的喷射工艺参数对CVD法制备6.5%Si钢渗硅速率的影响。方法采用不同的反应温度、SiCl4气体体积分数、混合气体流量进行渗硅实验,通过扫描电镜、能谱分析、失重比研究这3个参数对渗硅速率的影响,并对比分析喷嘴喷射反应气体和均匀气氛对渗硅速率的影响。结果缝式喷嘴喷射反应气体能极大提升渗硅速率。随着温度的升高,渗硅速率不断升高,达到1100℃后,渗硅速率趋于饱和不再有明显变化。随着SiCl4气体体积分数和混合气体流量的升高,渗硅速率均先升高,再逐渐降低,当SiCl4气体体积分数为15%时,渗硅速率达到最大;当混合气体流量为1 L/min时,渗硅速率达到峰值。结论 CVD法制备6.5%Si钢时,采用缝式喷嘴喷射反应气体具有明显的优势,最佳工艺参数为:反应温度1170℃,SiCl4气体体积分数15%,混合气体流量1 L/min。     

熔渗反应法制备MoSi2-SiC复合材料性能的影响因素

用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2-SiC复合材料，对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明：在渗硅温度为1450℃时，反应生成颗粒细小、弥散分布的SiC相，从而使得材料具有较高的抗弯强度；当渗硅温度升高至1750℃时，生成的SiC相发生再结晶长大，使得材料强度下降。成型压力对熔渗硅样品强度影响不大。MoSi2-SiC复合材料的抗弯强度随SiC相含量的增加在增强相含量为40％时存在一极大值，这是由于当SiC数量超过40％后，SiC粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低，从而使材料的断裂强度降低；复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。     

行业标准《铸造铝合金金相 第2部分:铸造铝硅合金过烧》解读

热处理过程中产生的过烧组织,在一定程度上会损害铝硅合金基体的连续性,直接影响合金的力学、耐疲劳、耐腐蚀等性能。过烧对铝硅合金基体的影响,在后续的机加工、涂装等过程都无法消除。因此,对过烧组织的判定是材料检测的重点。相比于行业标准JB/T 7946.2—1999《铸造铝合金金相铸造铝硅合金过烧》,JB/T 7946.2—2017《铸造铝合金金相第2部分:铸造铝硅合金过烧》,完善了标准适用范围,增加了规范性引用文件,修改了过烧、过烧三角、复熔球、复熔共晶体等术语和定义,补充了试样的切取和制备工艺,完善了部分过烧级别的金相组织,更新了原有效果较差的金相组织图。本文有助于JB/T 7946.2—2017标准的宣贯和使用者对标准的理解。     

Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面粉末渗硅层精细结构研究

采用固体粉末渗硅法在Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面获得了致密的渗层,应用SEM和EDS等方法分析了渗硅层及其精细结构.结果表明,用w(Si)=70%的硅铁粉末为基体,二氧化硅为松散剂,氟化钠为活化剂,在1050℃密封扩散处理4～6 h,可在Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面获得厚度在50 μm以上的渗硅层,渗层结构致密,其精细结构为调幅分解产物,由表及里的精细程度与硅原子的梯度分布有关.     

高硅不锈钢的流化床渗硼处理

利用流化床法对高硅不锈钢进行了渗硼处理.借助X射线衍射、GDS和EPMA分析了渗硼层.对渗硼处理高硅不锈钢的高温显微硬度、在空气中的干摩擦和耐磨性,以及在3%食盐水中的耐腐蚀磨损性进行了调查研究.研究结果如下(1)渗硼高硅不锈钢的努普硬度为2000HK.渗硼层由FeB和Fe2B所组成.(2)发现被排斥于硼化物之外的Si、Ni和Cu富集于渗硼层下面.(3)渗硼处理大大提高了高硅不锈钢的高温显微硬度.(4)渗硼处理改善了高硅不锈钢在空气中相对于SUJ2、SUS304和Al2O3的干耐磨性,但干摩擦特性改善不大.(5)渗硼处理改善了高硅不锈钢在3%食盐水中对Al2O3的耐腐蚀磨损性.     

以二氧化硅为渗硅源获得致密无孔隙的渗硅层

众所周知,渗硅可以明显提高钢铁材料的耐蚀性、抗高温氧化性及表面硬度。但是过去的传统渗硅剂(成份:硅粉或硅铁粉为渗硅源、NH_4Cl为活化剂、Al_2O_3为缓冲剂)由于Fe、Si扩散不均匀,Si的扩散系数比Fe大,所以在Si扩散的同时会伴随空洞出现,导致渗硅层内有许多孔隙,渗层不致密,这样也就限制了渗硅在工业中的应用。     

基于包混和复合添加工艺的多孔碳化硅陶瓷的制备和性能

采用包混工艺合成核-壳结构的硅-树脂先驱体粉体,引入Al2O3-SiO2-Y2O3复合添加剂,通过成型、炭化和烧结工艺制备多孔碳化硅陶瓷。分析多孔碳化硅陶瓷样品的物相、形貌、孔隙率、热导率、热膨胀系数和抗热震性能。结果表明：复合添加能够在较低的温度下制得多孔碳化硅陶瓷;陶瓷样品的晶粒较小,明显增强了多孔碳化硅陶瓷的导热性能;复合添加提高了碳化硅陶瓷的抗热震性能,添加Al2O3-SiO2-Y2O3并且在1650℃下烧结制备的多孔碳化硅陶瓷经过30次热震后的抗弯强度损失率为6.5%;陶瓷样品的孔壁更加光滑,孔分布更均匀;复合添加对多孔碳化硅陶瓷热膨胀系数的影响较小。     

脱β层厚度对CVD涂层硬质合金性能的影响

通过对WC-TiC-(Ta,Nb)C-Co硬质合金在1 300～1 380℃的渗氮气氛处理和随后的脱N烧结制得了不同脱β层厚度的合金基体,通过化学气相沉积(CVD)工艺制成从内到外依次为TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN的涂层硬质合金。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪、抗弯(TRS)和切削试验对合金基体涂层前后的组织特征与性能进行了研究。结果表明,随着脱β层厚度的增加,试样涂层前后的抗弯强度均增加,在厚度达到20μm以上时,增加不明显。CVD涂层硬质合金可转位刀片的抗冲击性能也有相应的规律,而耐磨性则基本上保持一致。     

A study of the wear resistance of a TiC–SiC composite ceramic material prepared by spark plasma sintering

The effect of the silicon carbide content and the spark plasma sintering temperature on the porosity and wear resistance of a composite material is determined. An increase in the silicon carbide content leads to an increase in the porosity from 4 to 12%. The temperature effect on the porosity becomes apparent above 1200°C. The material consists of a matrix represented by titanium carbide grains with a size of 1–3 μm and silicon carbide grains with a size of 10–30 μm. It is found that the TiC–20%SiC compound exhibits the highest wear resistance, which is 12 times higher than that of hot-pressed silicon carbide.     

Friction and wear behavior of laser-sintered iron–silicon carbide composites

Laser sintering is currently one of the most popular techniques to develop innovative materials for many of the high tech industrial applications owing to its ability to build complex parts in a short time. As such, material researchers are focusing on developing advanced metal matrix composites through selective laser sintering method to develop an intricate component eliminating delay in production time. In the light of the above, the present work focuses on developing iron–silicon carbide (nickel coated) composites using direct metal laser sintering technology. A laser speed of 50, 75, 100 and 125 mm/s were adopted. Metallographic studies, friction and wear test using pin-on-disc have been carried out on both the matrix metal and its composites. Load was varied from 10 to 80 N while sliding velocity was varied from 0.42 to 3.36 m/s for a duration of 30 min. A maximum of 7 wt.% of silicon carbide has been successfully dispersed in iron matrix by laser sintering. Increased content of SiC in iron matrix has resulted in significant improvement of both hardness and wear resistance. Lower the sintering speed, higher is the hardness and wear resistance of both the matrix metal and its composites. However, coefficient of friction of composites increased with increased SiC under identical test conditions. SEM observations of the worn surfaces have revealed extensive damage to the iron pins, when compared with that of the composites.     

SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

时效对Fe320／0．5％Cu合金堆焊层组织与性能的影响

采用等离子堆焊在Q235钢试样表面制备了含有0．5％Cu的铁基合金（Fe320）层。研究了500℃时效35h处理对等离子堆焊的含0．5％Cu的铁基合金层组织结构及性能的影响。结果表明,未经时效处理的堆焊层是由α-Fe、M7C3和M23C6等物相构成,具有亚共晶组织特征,低碳板条马氏体存在于堆焊层中。经500℃时效35h以后,ε-Cu相从基体马氏体中析出,并且富铬化合物的相对含量有所增加。时效导致的富铬化合物相的增加和ε-Cu相的析出是堆焊层耐磨性提高的原因。     

不同水基淬火介质对ZG30CrMnSiMo低合金钢组织和耐磨性的影响

通过扫描电镜、冲击试验机和动载冲击磨料磨损试验机等对低合金耐磨钢显微组织、力学性能和耐磨性能进行了分析.结果表明:铸态组织由珠光体和碳化物组成,铸态合金的宏观硬度为41.3 HRC,冲击吸收能量为6.1 J,磨损量为1.4378 g.经水玻璃(Na2SiO3)和PAG淬火后,显微组织均转变为回火板条马氏体和碳化物,宏观...     

循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能(英文)

首先制备Mg-xSi(x=0,1.5,3.3)合金,再采用一种新的大塑性变形方法——循环闭式模锻(CCDF)在450°C进行1、3和5道次加工。通过循环闭式模锻,粗大的Mg2Si颗粒被破碎成小块并且分布更加均匀,材料的拉伸强度、伸长率和硬度得到了提高。经5道次加工后Mg-1.5%Si合金的强度和伸长率同时得到提高,拉伸强度达142 MPa,伸长率为8%。采用干滑动摩擦进一步表征材料性能。结果表明,随着Si含量和加工道次的增加,材料的耐磨性能得到了提高,加工1道次后显著提高,再继续增加道次时提高不明显。经5道次加工后,Mg-3.3%Si合金的耐磨性比纯镁的高38%。根据Archard方程和摩擦效果,耐磨性的提高归结于组织的细化和均匀化。     

Investigation on the constitution and mechanical characteristic of composite containing silicon-carbide produced by electroless co-deposition

The constitution and mechanical characteristics of the composites containing silicon carbide and Ni-P alloy matrix produced by electroless co-deposition were investigated in this article. The experimental results indicate that SiC particles with high hardness obviously strengthen the Ni-P alloy matrix, leading to an increase in both the hardness and surface roughness of the composites in comparison with pure Ni-P alloy. The hardness of the composites reaches the maximum value when heat treated at 673 K for 1 h. During the friction and wear process, the wear resistance of SiC composites is higher than that of Ni-P alloy and hard chromium plating, although the friction coefficient of the composite is comparatively high, which is attributed to the worn-resistant hard phase.     

液态模锻工艺参数对新型铝合金机械端盖件性能的影响

采用液态模锻工艺,对Al-10Si-0. 8Ti-0. 5In新型铝合金机械端盖件进行了成形,并对不同浇注温度和压力下成形件的耐磨损性能和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明:随着浇注温度的升高和压力的增大,试样的磨损体积和单位面积质量损失量先逐渐减小再缓慢增大;与640℃浇注温度相比,680℃浇注时,试样的磨损体积和单位面积质量损失量分别减小了46. 88%和46. 15%;与150 k N压力相比,300 k N压力下,试样的磨损体积和单位面积质量损失量分别减小了48. 88%和53. 33%。Al-10Si-0. 8Ti-0. 5In新型铝合金机械端盖件试样的液态模锻工艺参数优选为:浇注温度为680℃、压力为300 kN。