表面工程应用实例[例14]微等离子体电解氧化技术及在汽车零部件上的应用

等离子体电解氧化技术以等离子体液相烧结果论为基础,通过阳极化反应并形成相转化,在轻金属表面生成具有特殊微观结构的氧化膜.     

时效态Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的组织与力学性能

通过硬度和拉伸性能测试以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了Al-4.5Cu-0.6Mg和Al-4.5Cu-0.6Mg-0.3Si合金在180℃下进行不同保温时间(6、10、14和18 h)的时效处理及元素Si对力学性能的影响。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低;Si元素的添加使Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度、强度、断裂伸长率均有明显提高,但延迟了Al-4.5Cu-0.6Mg合金达到峰时效的时间。利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg(-0.3Si)合金拉伸断口形貌进行的观察表明:加入0.3%的Si元素后,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断裂特征由韧脆混合断裂变为韧性断裂。     

超声振动及热处理对激光直接成形IN718高温合金组织及性能的影响

研究了超声振动及热处理对激光直接成形IN718高温合金微观组织和拉伸性能的影响规律。结果表明：施加超声振动后,与沉积态相比,微观组织得到细化,显微硬度和拉伸强度得到提高;经均匀化+固溶+双极时效热处理后,柱状枝晶组织转变为等轴状再结晶组织,Laves相固溶消失,在晶界和晶内弥散析出颗粒状或细针状δ相,基体上析出大量γ″和γ′强化相,合金性能得到进一步改善,室温拉伸性能达到了锻件的技术标准Q/3B 548-1996(高强)。     

二次回归再时效对Al-Zn-Mg-Cu组织、强度及剥蚀性能的影响(英文)

采用硬度、拉伸和剥落腐蚀测试手段,结合透射电镜和扫描电镜观察以及能谱分析,研究二次回归再时效对组织、力学和剥蚀性能的影响。二次回归再时效处理保持了类似一次回归再时效处理的晶内析出相,得到比T76过时效更粗大且离散的晶界析出相。与T76相比,二次回归再时效处理的晶界析出相具有更高的铜含量和更低的锌含量。因此,二次回归再时效处理保持了一次回归再时效处理的强度,同时得到了比T76过时效处理更高的剥蚀抗力。     

电解低钛A356合金在铸造铝轮毂上的应用

本文对应用电解低钛A356合金铸造汽车轮毂进行了研究.对轮毂本体解剖分析表明,与传统熔配加钛方式相比,电解低钛A356晶粒细化效果更好,热处理后硅相形态更加圆整、细小、孤立化程度高,力学性能具有很好的强度与塑性配合.电解低钛A356合金应用于汽车轮毂的生产有益于缩短生产工艺流程,降低生产成本,有益于力学性能的提高和产品的减重,是铸造高性能铝轮毂的优良材料.     

激光熔覆技术在汽车冲压模具修复上的应用

激光熔覆技术是一种新的表面改性技术,激光熔覆技术在汽车覆盖件模具上可以实现快速的修复工作,延长模具的使用寿命。其熔覆效果相比传统方法人工堆焊要均匀,很好控制厚度,通过摸索可以实现在表面质量要求很高的拉伸模凸模的修复工作。以激光熔覆技术在翼子板拉伸凸模修复上的实际应用为例,从激光熔覆技术和设备的介绍、工艺要求、参数设定和Dcam软件编程等几个方面,论述激光熔覆技术在汽车冲压模具修复上的应用和使用价值。     

PLD法沉积TiN超硬层的力学性能及其在轴瓦上的应用

采用PLD法沉积了TiN层,用显微硬度计、扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机、电子拉伸试验机等现代分析测试手段对TiN层性能及断而组织进行了系统考察,用有限元法对TiN层与基体的应力分布进行了模拟分析.同时,还对TiN层在推力轴承推力瓦上的应用进行了初步试验.结果表明,PLD法沉积的TiN层与基体间呈冶金结合,结合强度大于70 MPa.     

表面工程应用实例 [例8] 真空蒸发镀膜技术在高端汽车灯具上的应用

真空蒸发镀膜是在真空环境下将镀膜材料加热熔化后蒸发,使其大量原子、分子离开镀膜材料表面,凝结在被镀件基体表面形成膜层的过程。相对于其它物理气相沉积技术,该技术具有设备简单,价格便宜,工艺容易掌握,可进行大规模生产等优点。我国已在超大容积室体的高真空动态快速获得、镀膜过程组态控制和复合镀制高性能保护膜、复杂曲面结构的均匀镀膜、     

[例13]重腐蚀涂层防护技术在海洋设备及埋地管道上的应用

拥有我国自主知识产权的高性能熔融结合环氧粉末涂料(SEBF)和无溶剂双组份液体环氧涂料(SLF)制备的涂层具有抗渗透力强,机械性能优异,耐磨蚀性能强,耐冲刷和气蚀性能、抗应力腐蚀和腐蚀疲劳性能良好,性价比高等诸多特点,根据具体环境和条件设计单独使用该涂层能达到预期防护寿命50年.SEBF/SLF重腐蚀防护技术已在海洋设施(杭州湾跨海大桥和金塘跨海大桥钢管桩防腐工程)、长输油、气、水的埋地管道(西气东输弯管及支线管道防腐工程)、复杂金属结构件、石油化工设备、有色金属件、建筑用钢筋等民用和军工防腐工程中得到了广泛应用.     

表面工程应用实例 [例8]真空蒸气发镀膜技术在高端汽车灯具上的应用

真空蒸发镀膜是在真空环境下将镀膜材料加热熔化后蒸发,使其大量原子、分子离开镀膜材料表面,凝结在被镀件基本表面形成膜层的过程.     

CH化合物和Ni60A对激光快速成形试件组织与力学性能的影响

采用5 kW横流CO₂激光器在Q235基材上快速成形三种不同成分的304不锈钢粉末,分别为标准304不锈钢粉末,添加CH化合物的304不锈钢粉末,添加CH化合物以及Ni60A的304不锈钢粉末,通过试验方法观察三种不同成分的304不锈钢激光快速成形试件的的显微组织,研究其综合力学性能. 结果表明,在304不锈钢粉末内添加CH化合物能显著提高激光快速成型试件的显微硬度,抗拉强度和断后伸长率,显微组织得到细化;而同时添加CH化合物及Ni60A的试件的抗拉强度及显微硬度得到更大的提高,但断后伸长率却有一定程度的降低.     

表面工程应用实例 [例10]等离子喷焊技术应用于新阀门制造和旧阀门再制造

粉末等离子喷焊是利用压缩等离子弧产生的高温熔化金属粉末,在工件表面形成一层与基体冶金结合的、具有特定性能熔敷层的表面堆焊技术.     

填充焊丝对6A02铝合金光纤激光焊接接头组织性能的影响

采用ER4043焊丝开展了1.0 mm厚6A02铝合金的光纤激光填丝焊接,对比分析了是否填丝对焊缝横截面形貌、接头组织、显微硬度分布和拉伸性能的影响.结果表明,激光填丝焊缝成形饱满,能够显著提高焊前装配的最大间隙容忍裕度.与自熔激光焊接接头相比,激光填丝焊接接头熔合区附近的柱状晶组织和焊缝中心的混合组织（柱状晶+等轴晶）均相对粗化,接头软化现象更加明显,焊态时接头抗拉强度基本相当,仅达到母材水平的83.2%,但经历固溶时效热处理后,接头强度得以恢复,并高于母材水平,断后伸长率获得显著改善,可以达到21.29%,远高于前者的8.13%.     

电磁搅拌对BT20钛合金激光沉积修复件组织和硬度的影响

为了改善BT20钛合金激光沉积修复质量,引进电磁搅拌装置辅助激光沉积修复,通过改变磁场强度和搅拌速率的方法研究旋转磁场对激光修复件宏观形貌,微观组织和显微硬度的影响。结果表明,在电磁场的辅助作用下,修复件表面平整;α/β片层组织被机械折断,晶内α片层长度减小,但α片层厚度几乎不变,为0.4~0.5μm,晶粒被细化,显微硬度提高;随着磁场强度和搅拌速度的增加,修复件的显微硬度增加,在一定磁场强度和搅拌速率下修复区显微硬度趋于均匀。     

电解低钛ZL108合金中钛含量对铁相形态及性能的影响

研究了用纯铝锭和电解低钛铝合金锭为母材生产的ZL108合金,其微观组织中铁相的形态以及钛含量对铁相形态和性能的影响.随着合金中钛含量的变化,铁相形态和体积均发生变化:由含钛0.009 6%时的鱼骨状转化为含钛0.130%时的汉字状;在钛含量为0.168%时,铁相呈较小的汉字状,抗拉强度381 MPa;随着钛含量的继续增大,组织中出现体积增大了的鱼骨状和汉字状铁相,合金强度和塑性降低.     

ZL205A电弧熔丝增材制造堆积体的组织与性能

用电弧熔丝增材制造技术(WAAM)进行ZL205A铝合金的堆积实验。通过金相、SEM、EDS及拉伸试验,考察堆积体的微观组织和力学性能等,并与金属型铸造试样进行对比。结果发现,堆积体厚度均匀,表面平整,堆积体中元素B和Cd的烧损率分别达到60%和50%。与金属型铸造铸态试样相比较,WAAM直接堆积态晶粒大小更均匀,晶粒尺寸更小,析出相在晶内和晶界上均匀分布。T6热处理后,θ相完全固溶到Al基体中,在晶界上均匀分布着复熔T相,堆积体T6的力学性能达到抗拉强度500Mpa,屈服强度450Mpa,延伸率10%,均高于金属型铸造试样的水平,且试样在横纵两个方向上力学性能一致。     

激光冲击强化对TC17钛合金微观组织及拉伸性能的影响

分别采用20、25和30 J脉冲激光冲击TC17钛合金,研究其微观组织演变、表面形貌及粗糙度变化、残余应力分布以及室温拉伸性能。研究结果表明:25 J激光冲击强化后,冲击影响层α相晶粒平均尺寸由激光冲击前的11.17μm减小到6.93μm,晶体内部产生高密度位错、孪晶以及层错缺陷,位错密度由冲击前的8.11×10~(13) m~(-2)增加到3.59×10~(14) m~(-2)。20,25,30 J激光冲击强化,试样表面粗糙度减小(0.922、0.537、0.305μm),表面残余应力增大(–213、–296、–774 MPa)。激光冲击强化后TC17钛合金屈服强度提升30～70 MPa,激光冲击强化诱导晶粒细化对TC17钛合金的抗拉强度影响较小。     

尾吹保护对激光熔覆Stellite 6合金涂层组织和力学性能的影响

为解决激光熔覆Stellite 6涂层的裂纹与气孔问题,利用尾吹保护的特殊工艺,以半导体激光器为光源,氩气为保护气,同轴送粉的方式熔覆制备了合金涂层复合材料。并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分别对尾吹保护工艺下激光熔覆Stellite 6合金涂层的成型性、显微组织和硬度进行测试分析。结果表明:在15L/min的尾吹气保护下,熔覆所得合金涂层成型良好;熔覆过程中的气孔、热裂纹的缺陷得到抑制;层间、结合处涂层的微观组织得到了细化,晶体生长形态由树枝晶转变为等轴晶;多层多道涂层间的硬度分布均匀;晶粒生长方向发生改变,熔覆层组织与β相Co基本保持一致。由此证明,引入尾吹保护工艺能够改善激光熔覆Stellite 6合金涂层的组织性能。