共晶高熵合金研究进展

高熵合金(HEAs)打破了传统合金的设计理念,是以多种主要元素组成的一类新型合金,但大部分高熵合金通常流动性和可铸造性较差,成分不均匀,不利于高熵合金的规模化应用。共晶高熵合金(EHEAs)可同时具有高熵合金和共晶合金的特性,减少铸造缺陷,改善了铸造性能,设计和制备共晶高熵合金具有重要的意义。概述了国内外共晶高熵合金的研究进展,介绍了合金的相组成和性能,共晶形貌的生长特征及生长机理,概括了共晶高熵合金的相形成规律和共晶成分的设计方法,最后展望了未来共晶高熵合金的主要研究方向。     

激光熔覆高熵合金涂层耐磨性能研究进展

高熵合金凭借特有的合金设计理念和优异的性能,展现了在工业生产中巨大的应用潜力,已成为研究学者关注的焦点。本文概括了高熵合金的设计准则和性能特性,分析了高熵合金相形成及其规律,阐述了合金元素对激光熔覆高熵合金耐磨性能研究进展,同时,探讨了热处理对激光熔覆高熵合金耐磨性能研究进展。展望了激光熔覆高熵合金涂层未来的研究发展方向。     

轻质高熵合金的研究进展与展望

高熵合金是一种具有优异物理化学性能的新型合金,其中含有轻质元素的轻质高熵合金具有较高的比强度和比硬度及耐蚀性能等突出特点,其潜在的工程应用价值引起了人们的关注。因此,本文详细阐述了轻质高熵合金的研究现状,归纳了轻质高熵合金的组元设计规则与方法,分析了轻质高熵合金的微观相结构,总结了高熵合金的各种性能,探讨了轻质高熵合金目前存在的问题,并提出了轻质高熵合金的发展趋势。     

高熵合金在电解水催化中的应用研究

高熵合金被认为是最近几十年合金化理论的重大突破之一,其具有独特的合金设计理念和显著的混合熵效应,使得该材料在很多领域有着潜在应用价值。本文主要总结了近年来高熵合金催化剂在电解水中应用研究进展,分别介绍高熵合金的定义和特性、电解水的原理、高熵合金作为催化剂的催化机理以及高熵合金在电解水氢析出和水氧化方面的研究进展,最后展望了高熵合金未来的发展趋势和应用前景。     

高熵合金强化机制的研究进展

高熵合金是一种多主元合金, 相比于传统单一主元合金具有不同的变形机制和强韧化机制。现有的研究结果表明,高熵合金的强韧化潜力明显优于传统合金,是一种极具应用前景的新型结构材料。本文综述了近年来高熵合金在强化机制领域的研究进展,对高熵合金的多种强化机制进行了讨论分析,并指出了影响高熵合金强化的因素,最后给出了高熵合金强韧化研究的方向。     

高Nb-TiAl合金定向凝固研究现状及展望

高Nb-TiAl合金具有高比强和优异的高温性能,是TiAl合金向800℃以上应用发展的重要方向,其定向组织合金作为叶片材料在高推重比发动机中具有巨大的应用潜力。以传统TiAl合金定向凝固为背景论述了高Nb-TiAl合金定向凝固的研究现状。首先介绍了定向凝固方法和模壳材料发展,然后对高Nb-TiAl合金定向凝固宏观组织、界面形态和片层特征控制进行了评述,接着简要阐述了冷坩埚定向凝固制备高Nb-TiAl合金的相关工作,进一步对定向组织高Nb-TiAl合金的力学性能进行了分析。最后,展望了高Nb-TiAl合金定向凝固的发展方向。     

高熵合金制备方法进展

多主元高熵合金对传统的多元合金设计理念是一种新的突破,具有不同于传统合金的组织和性能。阐述了高熵合金的特性,介绍了近年来国内外关于高熵合金制备方法的研究现状及特点,以提高高熵合金的优良性能,拓宽其应用领域。     

轻质高熵合金的研究进展

目前以一种或两种金属元素为主元的传统轻质合金在工业应用上有诸多局限性,如铝合金室温强度低、镁合金室温塑性和耐腐蚀性差且不易加工等。2004年叶均蔚首次正式提出高熵合金概念。高熵合金概念的提出为轻质合金的发展提供了新方向。区别于传统轻质合金,轻质高熵合金具有多种主元元素且混合熵较高,往往倾向于生成简单固溶体相。且轻质高熵合金表现出四大显著效应,即热力学上的高熵效应、动力学上的缓慢扩散效应、结构上的晶格畸变效应及性能上的"鸡尾酒"效应。独特的晶体结构和特性,使得轻质高熵合金具有传统轻质合金无法比拟的优点,如高强度、高硬度、优良的高温抗氧化性和耐腐蚀性能等。综述了轻质高熵合金的研究现状,阐述了轻质高熵合金的组元设计、制备方法、微观结构及合金性能,分析了轻质高熵合金现存的问题,并对轻质高熵合金未来的发展趋势进行了展望。     

高强韧共晶高熵合金的研究进展

共晶高熵合金具有高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、极好的铸造性、优异的抗氧化性和磁性等诸多传统合金无法比拟的特点,是传统物理冶金领域对合金设计的一次突破,为新材料、新性能的探索开辟了新的平台.虽然目前已出现多种类型的共晶高熵合金,但对共晶高熵合金的性能和设计思路还缺乏宏观的认识.本文将综述近年来共晶高熵合金的设计方法:试验...     

等离子熔覆制备高熵合金涂层耐腐蚀性能的研究进展

高熵合金涂层具有易于制备、结构简单和综合性能优良等特点,成为高熵合金领域的研究热点.为探究等离子熔覆制备高熵合金涂层的腐蚀行为,本文阐述了近年有关高熵合金涂层典型制备方法、特点及利用等离子熔覆制备高熵合金涂层的优势.总结了等离子熔覆制备高熵合金涂层耐腐蚀性能的国内外研究进展.重点综述了高熵合金涂层的微观组织、相组成和合...     

化学成分对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

为了克服高锰钢衬板耐磨性较差,力学性能较低等缺点,本文通过化学成分设计研制了一种取代高锰钢衬板的低碳高合金钢。着重研究加入铜元素对材料性能的影响。实验结果表明:试验材料在淬火回火态下为板条马氏体,还有少量的残余奥氏体及碳化物,具有较高的强韧性和硬度;铜元素的加入使得材料在几乎不降低硬度的同时具有较高的冲击韧性和强度配合,提高了衬板的使用寿命。     

热处理工艺对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响

研究了淬火温度及回火温度对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响.结果表明:淬火温度低于930 ℃时,材料的硬度随淬火温度的升高而增大;高于930 ℃时,硬度降低,在930 ℃出现硬度峰值;冲击韧度随淬火加热温度的升高先降低后增大.随着回火温度的升高,材料的硬度缓慢降低,而冲击韧度值升高.高强韧耐磨铸钢经930 ℃×2 h淬火(油淬)+240 ℃×2 h回火+240 ℃×2 h回火后,具有较高的强韧性,硬度≥54 HRC,冲击韧度≥43 J/cm~2,组织为回火马氏体+少量的残留奥氏体,试样冲击断口为准解理断裂.     

大型多元低合金铸钢耐磨锤头的研制及应用

针对单一材质锤头难以同时满足韧性好和硬度高的性能要求及双金属复合锤头在实际生产中易产生铸造缺陷和生产工艺复杂等问题,通过合理匹配化学成分、优化铸造工艺参数及制定合理的热处理工艺,研制出一种硬度和韧性呈梯度变化的大型多元低合金铸钢耐磨锤头.结果表明:该锤头打击部位硬而不脆,安装部位韧而坚,中间连接部位性能良好,且使用过程中不断裂,寿命比普通高锰钢(ZGMn13Cr2)+堆焊锤头提高1倍以上.     

Mn含量对贝氏体抗磨钢组织和性能的影响

为找出耐磨性韧性配合优良的Mn的成分,从而获得以下贝氏体为主的抗磨钢,研究了合金元素Mn对低合金贝氏体抗磨钢组织和性能的影响.结果表明,实验材料在铸态下就获得了下贝氏体组织,经过热处理后,组织更细小均匀.并且随Mn含量的增加,硬度上升,冲击韧度下降,且在2.8%Mn处取得强韧性配合优良的最佳值.     

低成本NM400高强低合金耐磨钢的开发

采用Nb-Cr-B微合金化成分设计、两阶段控制轧制及在线淬火+低温回火的热处理工艺,开发出低成本的NM400高强低合金耐磨钢。该产品具有良好的强度、硬度和韧性匹配,各项力学性能指标均满足国家标准要求。     

高强韧性低合金耐磨钢的开发与研究

针对我国生产的耐磨钢性能不稳定、低温冲击韧性差、板形控制困难等缺点,采用Ti-Cr-B微合金化成分设计,利用3500mm炉卷轧机及辊式淬火机等设备,通过轧后淬火+回火工艺生产了6～60mm厚低成本NM360、NM400低合金耐磨钢板.其板条结构上分布的高密度位错及碳化物硬化了基体,并阻止了显微切削,析出物能细化晶粒并起到了沉淀强化作用.该钢板具有良好的低温冲击韧性,表面及厚度方向硬度分布均匀,10mm以下薄规格板形良好,耐磨性能及焊接性能均满足用户需求.     

矿物输送用耐磨无缝钢管的研制

介绍了根据我国资源特点，发挥工厂装备优势，采用特殊工艺路线研制的质优、价廉、内硬外韧的系列矿物输送用耐磨无缝钢管的试生产情况。     

Development and performance of new hard and wear-resistant engineering materials

Wear is a major problem in many industrial applications, and the development of wear-resistant materials is therefore both a technical and an economic advantage. Iron-base composites bring new possibilities into the production of wear-resistant materials because of their high hardness and sufficient fracture toughness. They are suitable replacements for the conventional WC/Co cermets owing to their lower fabrication cost, better machinability, weldability, and corrosion resistance. In this study, hot-work steel/Cr₃C₂ composites and reference wear-resistant materials were produced by hot isostatic pressing. It was found that the matrix powder size used during processing did not affect the resultant wear properties of the composite. On the other hand, the impact toughness increased when fine matrix powders were used. The increasing reinforcement volume fraction increased significantly the hardness and wear resistance of the composite; however, the impact resistance decreased. The newly proposed hot-work steel/30 vol% Cr₃C₂ composite demonstrated a better combination of properties than some of the most abrasion-resistant materials available today.     

铸造法制备表面复合钢基材料

为提高低冲击载荷下工作的耐磨件表面硬度,延长耐磨件的使用寿命,采用铸造法制备了低合金钢/ZrO2-Al2O3蜂窝陶瓷复合材料,并研究了不同增强润湿性的方法以及热处理工艺对复合材料界面结合与性能的影响.结果表明:润湿性的改善使复合材料的界面结合强度和冲击韧性都得到提高;当淬火温度达到940℃时,界面结合更加紧密;900℃淬火,230℃回火后,低合金钢基体中加入0.02%Ti的试样界面处显微硬度可达HV 315.7,陶瓷表面镀镍的试样冲击韧性可达9.49J/cm2.表面复合钢基材料可作为一种新型耐磨件材料.     

ZG70Cr3NiMo耐磨铸钢件热处理工艺的改进

ZG70Cr3NiMo耐磨铸钢空冷淬火即可获得较高的表面硬度,但冲击韧度不足,即使淬火后采用较高的回火温度仍不能确保良好的耐冲击性能。热处理工艺试验结果表明,采用950℃缓冷淬火、450℃回火缓冷的热处理工艺,可得到较均匀的硬度（约50HRC）,其马氏体组织也较为细小、均匀,从而满足球磨机衬板的使用要求。