Zr-4合金激光表面Nb合金化层厚度与组织研究

研究了预涂铌的Zr-4合金经激光表面合金化（LSA）后的合金化层厚度、组织、和显微硬度，并分析了产生变化的机理。由于激光参数不同，合金化后含铌层的厚度在210～360μm之间，合金化层距表面100gm深度处铌含量在1．84～2．67wt％之间。合金化层组织为树枝晶，随着冷却速度的增加，枝晶间距变小；合金化层的显微硬度随冷却速度的增加而增加，最大达到了430HV。     

纯铝表面机械研磨纳米化后的显微组织和硬度

对纯铝进行表面机械研磨处理形成纳米层,用XRD、TEM对表面纳米层进行了表征,并对沿深度方向的硬度变化进行分析.结果表明:晶粒细化后的主要微观特征是在原始晶粒内形成位错缠结、位错胞和高密度位错墙;随着应变的增加,这些位错组态逐渐演变成位错胞、亚晶、位错墙-显微带结构和层状胞块结构;随着应变和应变速率的进一步增加,晶粒细化遵循逐渐细分原则,逐渐在表面形成随机取向的纳米晶;与试样心部硬度相比,其表面硬度明显提高.     

表面机械研磨铝锂合金微观结构及性能变化

利用机械研磨技术能够在铝合金表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层.利用金相显微镜、X-射线衍射仪及透射电子显微镜分析研究了表面纳米层的微观组织结构特征,分析纳米化行为及其对硬度的影响.结果表明,经机械研磨处理可使样品表层晶粒细化至纳米级,表面纳米化的程度与塑性变形量有关;其中强烈塑性变形主要发生在表面到距表层100 μm深度范围内,在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小.与基材相比,表层硬度明显增加.随距表面距离的增加,硬度增加程度越来越小,最终趋于稳定.     

表面机械研磨Mg-3Al-1Sn合金的显微组织与性能研究

采用表面机械研磨对铸态Mg-3Al-1Sn合金进行处理,并进行了物相和组织分析,以及耐腐蚀性能和不同温度下的力学性能测试与分析。结果表明表面机械研磨明显细化了合金的晶粒,显著提高了合金的高温力学性能和耐腐蚀性能,但未改变合金的物相组成。表面机械研磨使150℃、300、450℃条件下的抗拉强度分别增加53%、154%、369%;腐蚀电位正移511m V、腐蚀电流密度减小48.8m A/cm2。     

纯铁经表面机械研磨处理后微结构参量的表征

用X射线线形分析法(XLPA)测定了经表面机械研磨处理(SMAT)后纯铁的有效晶粒(亚晶)尺寸、微观应变、位错密度和体弹性储能密度,用TEM观察了组织形貌,并与40%拉伸试样进行了对比.结果表明:纯铁经SMAT 90 min后,平均位错密度高达1.0×10 16m-2,表面亚晶粒尺寸在7 nm左右;相对拉伸而言,SMAT对晶粒细化和引入微观应变的效果十分明显;XLPA法与TEM法得到的晶粒尺寸基本一致.     

表面机械研磨处理对X80管线钢焊接接头组织与性能的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)技术对X80管线钢焊接接头进行了30,60及90 min表面纳米化处理,分别采用光学显微镜、X射线衍射仪、表面粗糙度仪及显微硬度计等研究了SMAT不同时间后X80管线钢焊接接头的显微组织、晶粒尺寸、表面粗糙度及显微硬度的变化。结果表明:SMAT不同时间后均可在X80管线钢焊接接头表面获得一定厚度的塑性变形层,且随着SMAT时间的延长,塑性变形层厚度逐渐增加,实现了焊接接头的表面纳米化(组织均匀化);SMAT可以显著提高焊接接头表面的显微硬度,使显微硬度沿深度呈梯度分布;SMAT还可改善焊接接头表面粗糙度,随SMAT时间的延长表面粗糙度逐渐减小。     

淬火冷却速率对Zr-4合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

将Zr-4合金加热至1 000℃保温5 min后分别以200,20,2,0.2,0.02℃·s^-1的速率冷却到室温,研究淬火冷却速率对合金显微组织以及在360℃/18.6 MPa水中腐蚀行为的影响。结果表明：随着冷却速率由200℃·s^-1降至0.02℃·s^-1,合金中α相板条的平均宽度由1.4μm增加到28.0μm,第二相颗粒平均粒径由38 nm增大到580 nm;当冷却速率为200,20,2℃·s^-1时,第二相颗粒主要分布在α相板条晶界处,而当冷却速率为0.2,0.02℃·s^-1时,在α相板条晶界和晶内均有分布;当冷却速率由200℃·s^-1降到0.2℃·s^-1时,第二相颗粒尺寸的增大有助于释放氧化膜中的压应力,提高合金的耐腐蚀性能;当冷却速率为0.02℃·s^-1时,第二相颗粒周围萌生大量微裂纹,耐腐蚀性能降低。0.2℃·s^-1冷却速率下的耐腐蚀性能最好,氧化膜断口中的ZrO₂     

钽合金精密镜面研磨工艺的实验研究

采用传统的精密机械研磨方法,对钽钨铪合金进行了精密研磨实验研究.通过大量实验,优化出了适合此类材料的研磨工艺,得到Ra25nm左右的光滑表面.该研磨方法成本低、污染小、操作简便.实验表明,磨料特性、研磨压力和研磨液的成分配比等参数对研磨效果的影响较大.     

阳极/阴极面积比对Zr-4合金腐蚀磨损的影响

采用往复磨损实验机完成了Zr-4合金/Al2O3摩擦副在Na2SO4溶液中的腐蚀磨损实验。试验在改变负荷及试样的阳极/阴极面积比时,对腐蚀磨损的影响作了分析。用三坐标表面粗糙度仪测量了磨损体积,利用脉冲电位评价磨损产生的新生面与磨损表面的关系。结果表明:随着负荷的增加,自然电位下降而磨损量成正比例增加。电化学腐蚀作用随试样阳极/阴极的面积比的减小而增大。磨损面损伤的主要表现为磨粒磨损和粘着磨损的共同作用。     

微量润滑技术对切削Ti-6Al-4V组织性能的影响

通过温度采集、力学性能检测和组织形貌分析,系统研究了微量润滑切削TC4钛合金时不同润滑油用量对冷却效果、切削性能和组织性能的影响规律。试验结果表明:同一切削条件下,润滑油用量Q在一定范围内值越大,冷却效果、切削性能越佳,加工后材料显微组织尺寸越小,显微硬度越大;当Q取值35-40ml/h时,各性能趋于最优。然而,Q超过40ml/h后,冷却效果、切削性能和工件的组织性能反而降低。     

基于BP神经网络的TC4钛合金超塑性变形后组织及性能预测研究

分别用Visual Fortran语言和MATLAB软件建立了TC4钛合金超塑性变形时变形参数与其力学性能和晶粒尺寸之间的BP神经N络模型，通过用较少的力学性能和晶粒尺寸的试验数据进行训练，进而对其性能进行预测。结果表明，BP神经网络用于材料超塑性变形后的力学性能及晶粒尺寸预测是可行的，其预测误差小于7%。     

Scuffing Behavior of Al-Si Alloy Modified by Fine Particle Bombarding and Powder Impact Plating Hybrid Surface Treatment

The occurrence of scuffing is widely observed on tribological components made of Al-Si alloys. The object of this study is to investigate the scuffing behavior of Al-Si alloy modified by fine particle bombarding (FPB) and powder impact plating (PIP) hybrid surface treatment. FPB treatment, PIP treatment, and hybrid treatment consisting of FPB and PIP were conducted on Al-Si alloy samples. The surface morphology, microstructure, and hardness of the samples were examined. Block-on-ring tests were performed to investigate the scuffing resistance of the samples. The test results show that the scuffing resistance of Al-Si alloy depends on the surface hardness and friction coefficient. Scuffing resistance is improved by FPB treatment, which increases the surface hardness by nanocrystallization and reduces the friction coefficient by decreasing the surface roughness and producing a microdimpled surface. PIP treatment reduces the friction coefficient by generating an Sn coating on the surface of the sample, thereby improving the scuffing resistance. After FPB and PIP hybrid surface treatment, the surface hardness is increased and the friction coefficient is further reduced. Therefore, the sample modified by hybrid surface treatment exhibits the highest scuffing resistance.     

表面纳米化是否生成纳米晶

喷丸或滚压和摩擦磨损的表面具有相同本质,都是冷加工导致组织细化.20世纪七八十年代从摩擦学角度对表面变形组织进行了系统研究,所得结论已成为材料学教材中的重要内容.21世纪初纳米风带动表面纳米化(SMAT)研究,忽视已有成果,认为变形细化的组织就是纳米晶.早期研究已经明确,变形后组织细化的尺度对性能影响不大,关键因素是其...     

7050铝合金的表面增压喷丸纳米化

在普通喷丸设备上加增压罐,采用增压喷丸方法对7050铝合金表面进行喷丸处理;用X射线衍射仪、光学显微镜、透射电镜、选区电子衍射仪等对合金表层结构进行了观察与分析,并用显微硬度计测试了表层的硬度。结果表明:经增压喷丸处理后7050铝合金表层的衍射峰明显宽化,随着处理时间的增加,塑性变形层厚度增加,表层晶粒细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为40 nm;纳米化后的合金表层硬度比心部硬度提高了1.5倍,其原因可归结为细晶强化及加工硬化。     

LaPO4纳米粒子在铝合金表面的摩擦学性能

在TritonX-100/C10H21OH/H2O微乳液中合成了LaPO4纳米粒子,其粒径约5 nm。用高速环块摩擦磨损试验机考察了LaPO4纳米粒子在铝合金表面的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱对其摩擦化学作用机制进行了研究。研究结果表明,LaPO4纳米粒子能提高微乳液的润滑性能,其在摩擦过程中,发生了摩擦化学反应,在摩擦表面生成了由LaPO4、La2O3、A lPO4等组成的化学反应膜。同时,微乳液中的有机分子吸附在铝合金表面构成了有机吸附膜,也起到了减摩抗磨的作用。