CeO2添加量对激光熔覆TiB2-TiC/Ni复合涂层组织和性能的影响

利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备了添加质量分数1.0%,1.5%,2.0%CeO₂的TiB₂-TiC/Ni复合涂层,研究了复合涂层的物相组成、显微组织和硬度,讨论了搭接率(30%,40%,50%)对最佳CeO₂含量条件下复合涂层试样摩擦磨损性能的影响。结果表明：复合涂层均由TiB₂、TiB、α-Ti、TiC、Ni₃Ti、Cr₂₃C₆、Ti₂Ni、Cr₃C₂、γ-Ni等相组成;添加质量分数1.5%CeO₂复合涂层的组织最为均匀致密,细化效果明显;随着CeO₂添加量的增加,复合涂层的硬度先增后降,添加质量分数1.5%CeO₂复合涂层的硬度最高,约为1 015 HV。CeO₂的最佳添加质量分数为1.5%,在此条件下随着搭接率的增加,试样的磨损质量损失先减小后增大,当搭接率为40%时,...     

CeO2添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响

采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO₂的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO₂添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明：添加质量分数1%的CeO₂后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO₂质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO₂添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO₂质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。     

添加CeO2对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO₂改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO₂的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明：CeO₂的添加对粉末烧结过程中Co₃W₃C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W₂C相的生成;CeO₂改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO₂的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO₂改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。     

VC添加量对激光熔覆Fe50Mn30Cr10Co10高熵合金涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆工艺在Q235钢板表面制备Fe_50-xMn₃₀Cr₁₀Co₁₀(VC)_x(x=0,1,3,原子分数/%)高熵合金涂层，研究了VC添加量对涂层微观形貌、物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：3种VC添加量的高熵合金涂层与基体均结合良好，涂层中仅存在较少的孔洞等缺陷，其物相均为面心立方结构的固溶相；随着VC添加量的增加，高熵合金涂层的组织发生细化，显微硬度增大；VC的添加能同时提高Fe₅₀Mn₃₀Cr₁₀Co₁₀高熵合金涂层的耐磨性能和耐腐蚀性能，并且VC添加量越多，耐磨性能和耐腐蚀性能越好。     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

CeO2含量、渗硼温度和时间对H13钢渗硼层组织和性能的影响

对H13钢表面进行渗硼处理,研究了稀土CeO2含量(0,2％,4％,6％,质量分数)、渗硼温度(850,900,950,1000℃)及渗硼时间(2,3,4,5 h)对渗硼层组织和性能的影响.结果表明:随着渗硼温度的升高和时间的延长,渗硼层厚度先逐渐增大再趋于平缓;当CeO2含量在0～2％时,硼原子的扩散激活能变化不大,从2％增大到4％时显著降低,且渗硼层厚度增加较快,从4％增大到6％时,扩散激活能基本不变,渗硼层厚度增加较慢;在渗硼温度为950℃,渗硼时间为4 h,CeO2含量为4％条件下,渗硼层的孔洞最少,组织最致密,硬度最大,耐磨性最好.     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS₂(质量分数0～8.0%)和CaF₂(质量分数5.0%)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0～2.0%)和CaF₂(质量分数0～2.0%)固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明：所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成,表面硬度均达到约800 HV,约为CL60钢的2倍。随着WS₂含量的增加,WS₂+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数降低,磨损质量损失先降低后基本稳定,当WS₂质量分数为6.0%时,磨损质量损失最低,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了26.7%,此时孔隙最少,磨损表面损伤轻微,磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF₂含量的降低,h-BN+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增,且当CaF₂     

MoSi2添加量对放电等离子烧结α-Sialon陶瓷性能的影响

以Y₂O₃为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术制备了以MoSi₂为第二相的α-Sialon陶瓷,研究了MoSi₂添加量（0～10%,质量分数）对陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明：添加MoSi₂后,陶瓷中α-Sialon晶粒从等轴状变为长棒状,且随着MoSi₂添加量的增多,长棒状α-Sialon晶粒显著增多,长径比增大,当MoSi₂质量分数为10%时,晶粒尺寸呈现显著的双峰分布;当MoSi₂质量分数从0增加到10%时,陶瓷的相对密度由99.0%增加到99.7%,硬度由21.12 GPa降低到20.44 GPa,断裂韧度由4.80 MPa·m^1/2增加到6.13 MPa·m^1/2;在干切削镍基高温合金时,添加质量分数10%MoSi₂的陶瓷刀具在达到磨损标准时的切削长度是未添加MoSi₂陶瓷刀具的1.5倍,可见该刀具切削性能优异,其...     

TiB2含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB2/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB₂质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB₂/4Cr13钢复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB₂等相组成;随着TiB₂含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB₂质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB₂含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB₂含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。     

WC添加量对等离子喷涂Mo2FeB2金属陶瓷涂层组织和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂法在Q235钢表面制备不同质量分数(0,10%,15%,20%,25%)WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层,研究了WC添加量对涂层物相组成、显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明：WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层均主要由Mo₂FeB₂、WC、W₂C、铁和铁的氧化物相组成;当WC质量分数由0增加至15%时,金属陶瓷涂层的Mo₂FeB₂和WC双硬质相数量增多,尺寸减小,分布趋于均匀,当WC质量分数超过15%时,双硬质相发生聚集,孔隙率增大,涂层致密性下降;当WC质量分数为15%时,涂层组织最均匀致密,耐腐蚀性能最好。     

用于光学玻璃CMP的高效稀土抛光液研究

以纳米二氧化铈(CeO₂)为磨料,使用球磨与不同化学试剂(如pH值调节剂乙酸、丙酸、植酸和分散剂离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂)的协同分散方法制备纳米CeO₂抛光液,研究酸性体系下不同抛光液的分散性能与抛光性能。研究表明,球磨时以乙酸为pH值调节剂,调节溶液pH值为3,料球比为1∶4,球磨时间为6 h,球磨后纳米CeO₂悬浮液分散效果较好。采用制备的纳米CeO₂抛光液对石英玻璃进行抛光实验。结果表明：在磨料质量分数为1%、pH为4的条件下,石英玻璃的材料去除速率最高为409 nm/min,粗糙度仅为0.03 nm;阳离子、非离子型表面活性剂均有助于提升酸性体系下CeO₂悬浮液的分散稳定性,而加入非离子表面活性剂AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)效果最佳,其能够在提高分散稳定性的基础上改善石英玻璃的表面质量。     

20CrMo渗碳钢经渗硼和渗硼氮硫处理后的耐磨性能

分别以硼铁和B_4C作为供硼剂,添加适量的供氮剂、供硫剂以及填充剂,采用粉末包埋法在20CrMo渗碳钢表面制备了渗硼层和渗硼氮硫层,分析了两类渗层的物相组成、硬度和磨损性能。结果表明:渗硼层均由Fe_2B、FeB、Fe_3C相组成,渗硼氮硫层则由Fe_2B、Fe_3N、FeS、Fe_3C相组成,未形成脆性FeB相;渗硼层和渗硼氮硫层的表面硬度、耐磨粒磨损和耐黏着磨损性能均高于渗碳钢的,且渗硼层的硬度和耐磨粒磨损性能高于渗硼氮硫层的,而耐黏着磨损性能低于渗硼氮硫层的;以硼铁为供硼剂制备的渗硼层的耐磨粒磨损性能优于以碳化硼为供硼剂的,而耐黏着磨损性能低于以碳化硼为供硼剂制备的。     

汽缸套合金铸铁的渗硼及渗层生长动力学研究

为研究铸铁表面渗硼层组织和生长动力学,对合金铸铁在850℃、880℃、910℃、940℃、970℃、1 000℃分别进行3 h、5 h、7 h、9 h的固体渗硼处理。用光学显微镜对渗层的横断面形貌进行拍摄和观察,用X射线衍射分析仪分析出渗硼层物相,用显微维氏硬度测量渗层的硬度梯度,分析了渗硼生长动力学。结果表明,渗硼能够明显提高材料表面的硬度。相同渗硼时间,渗硼层厚度随着渗硼温度的提高而增加;相同渗硼温度,时间延长渗硼层厚度增加。且提高渗硼温度比延长时间对渗硼层厚度影响更加明显。     

铈含量对高速钢堆焊层组织及性能的影响

采用钨极氩弧焊在低碳钢板上堆焊了含不同质量分数(0~0.4%)铈的高速钢堆焊层,研究了堆焊层的显微组织、物相组成、硬度和耐磨性能。结果表明:当铈质量分数在0~0.4%时,堆焊层的显微组织均由马氏体、残余奥氏体和VC、WC、Cr_(23)C_6等碳化物组成;随着铈含量的增加,堆焊层的表面硬度和耐磨性能均先增后降;当铈质量分数为0.1%时,堆焊层的表面硬度最高,为61.6HRC,磨损量最小,为87.75×10~2 g·m~(-2),磨损形成的沟槽最浅,耐磨性能最好。     

SiC质量分数对SiC_p/6061铝基复合材料组织和性能的影响

采用半固态搅拌方法添加SiC颗料制备了SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒添加量对复合材料显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:SiC颗粒在复合材料中分布均匀,其分散性随SiC添加量的增大先提高后下降,当SiC质量分数为20%时达到最佳;随SiC添加量的增大,复合材料的抗拉强度、硬度和耐磨性能增加,伸长率下降,当SiC质量分数为25%时,复合材料的抗拉强度、伸长率和磨损率分别为282 MPa,3.9%,4.563×10-8 mg·mm-1·mm-2,抗拉强度和耐磨性能分别比6061铝合金的提高了64.2%和670%,伸长率则下降了38.1%。     

不同渗氮时间下二段式真空渗氮后PCrNi3Mo钢表层的显微组织与性能

采用二段式真空渗氮工艺对调质态PCrNi3Mo钢进行表面改性处理,在渗氮温度及氮势相同的条件下,对比研究了强渗阶段和扩散阶段时间均为6 h以及强渗阶段时间为4 h和扩散阶段时间为8 h条件下试验钢表层的组织、物相组成、硬度及耐磨性能。结果表明:渗氮后试验钢表层物相为ε-Fe_2-3N相,2种渗氮时间下渗氮层的厚度分别为0.6,0.7 mm左右,表面硬度分别为660.3,581.3 HV,显著高于基体的360 HV;前者渗氮时间下渗氮层中化合物层致密性较差,微孔较多,渗氮层硬度过渡良好,在距表面距离大于0.3 mm时的硬度较高,渗氮层的摩擦因数和磨损量较低,磨损表面犁沟较浅,耐磨性能较好。     

W4Mo3Cr4V高速钢稀土多元共渗层的性能

利用稀土多元共渗工艺将碳、氮、氧、硫、硼、稀土元素同时渗入W4Mo3Cr4V高速钢表面,研究了多元共渗层的硬度、耐磨性能及表面残余应力等。结果表明:多元共渗层由化合物层(主要为氧化物、硫化物和碳化物)和扩散层组成;共渗层显微硬度最高达1 150 HV左右;多元共渗层较钢表面的摩擦因数大幅降低,耐磨性能提高,其表面产生了较高的残余压应力,有利于提高材料的疲劳性能。     

纳米TiO2添加剂对低黏度润滑油成膜性能的影响

为改善低黏度润滑油的摩擦磨损性能和成膜性能,选用纳米TiO₂为添加剂,低黏度的聚α烯烃（PAO8、PAO10）和聚醚（PAG）作为基础油,在四球式摩擦磨损实验机上考察纳米TiO₂添加剂对润滑油摩擦磨损性能的影响,利用点接触光弹流润滑试验台,研究不同速度、载荷下和纳米TiO₂添加量对润滑油成膜性能的影响。结果表明:加入一定质量分数的纳米TiO₂添加剂能够明显提高润滑油的抗磨减摩性能,在PAO8、PAG和PAO10基础油中分别加入质量分数0. 3%、0. 05%和0. 3%的纳米TiO₂时,摩擦因数和磨斑直径均最小;综合比较摩擦因数和磨斑直径,纳米TiO₂在PAO8基础油中表现出最好的抗磨减摩性能,摩擦因数减小了约54. 5%,磨斑直径降低了约10. 4%;随着卷吸速度的增加,润滑油的最小膜厚也逐渐增加,在相同卷吸速度下,与纯基础油相比,添加一定质量分数纳米TiO₂添加剂的最小膜厚明显增加;随着纳米TiO₂粒子添加量...     

Q235钢表面硼碳氮共渗层及氩弧重熔层的磨损性能

采用粉末包埋法对Q235钢进行硼碳氮共渗处理,并对共渗层进行氩弧重熔处理;研究了硼碳氮共渗层和氩弧重熔层的物相、截面形貌、显微硬度以及磨粒磨损和冲蚀磨损性能。结果表明:共渗层中生成了FeB、Fe2B、Fe2N、Fe8N及Fe3C相,氩弧重熔使得共渗层中的FeB、Fe2N、Fe8N相消失,生成了新相Fe2 3(C,B)6和Fe3N;共渗层的峰值显微硬度为1 198.4 HV,氩弧重熔层的为1 192.8HV,且硬度梯度变化平缓;共渗层和重熔层的耐磨性能均优于基体的,且重熔层的耐磨性能优于共渗层的。