WC对Ni-Cr3C2激光熔覆层组织与性能的影响

研究了WC加入量对镍基碳化铬熔覆层显微组织、横截面微观硬度及熔覆层耐磨性的影响。结果表明,WC的加入使涂层组织中出现了弥散分布的白色相,白色相由白亮色的芯部及浅白色的环形相组成,白色相从熔覆层底部至表面呈先增后减的分布规律。弥散分布的白色相使熔覆层硬度提高,当WC加入量为2wt%时,涂层平均显微硬度约1096 HV,比未加WC的平均硬度(788 HV)高308 HV。WC的加入会增加材料的脆性,影响涂层使用寿命。当WC加入量为2wt%时,熔覆层硬度与脆性增加达到最佳匹配值,对提高材料耐磨性有利。     

纳米复合涂层ZrO2/0.05w(Al2O3)力学性能的Weibull分布特性

采用等离子喷涂方法制备了掺杂纳米Al2O3的ZrO2纳米陶瓷复合涂层（NCC）。并参照ZrO2传统涂层（MCC），探究了涂层显微硬度与微观组织结构的关系。试验数据显示，纳米复合陶瓷涂层表面与断面的平均显微硬度值均明显高于传统涂层；两者的Weibull分布均呈各向异性和分散性，但纳米复合陶瓷材料的分布较集中。通过TEM分析进一步表明，纳米复合涂层组织的明显细化、纳米Al2O3颗粒在ZrO2涂层中的弥散分布、微裂纹（微孔）韧化、晶内／晶间强化是NCC具有优异的力学性能的主要原因。     

双相不锈钢CMT-P复合焊接微区组织特征

引入CMT-P复合焊接方法成功制备了成形质量优异的UNS S32750超级双相不锈钢焊接接头,选用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及透射电镜等设备研究了接头不同区域的微观组织. 结果表明,焊缝、热影响区和母材组织呈现显著差异. 与母材和焊缝相比,热影响区内奥氏体含量最低(32.3%),但焊接接头各微区的奥氏体含量均满足不低于30%的标准要求．由于焊接热循环过程中再加热的作用,焊根及热影响区中析出了尺度和形貌均不同的晶粒内γ₂和晶粒边界γ₂,而焊缝填充区没有γ₂析出．此外,焊根和热影响区均析出了短棍状Cr₂N,主要分布在铁素体晶粒内和晶粒边界,Cr₂N析出致使相邻铁素体基体形成了明显的贫Cr区．     

Cr3C2对镍基碳化钨激光熔覆层组织与性能的影响

研究了不同Cr3C2加入量对镍基碳化钨熔覆层显微组织、横截面微观硬度、耐蚀性及耐磨性的影响。结果表明,Cr3C2使熔覆层质量得到改善,涂层中花状、鱼骨状枝晶组织基本消失,组织主要由浅白色块状、黑色不规则块状、浅黑色菱角状组织以及未熔WC颗粒组成。当Cr3C2加入量为10%时,组织中裂纹、气孔等缺陷基本清除,未发现WC的聚集和桥接,熔覆层显微硬度及耐蚀性均有所提高,硬度分布更加均匀。干滑动摩擦摩损试验时,熔覆层表面磨粒磨损特征的犁沟相对较浅,没有WC粒子脱落现象。     

Ti2AlNb金属间化合物惯性摩擦焊接头组织及性能分析

采用惯性摩擦焊接工艺对Ti₂AlNb金属间化合物进行了焊接试验研究,利用SEM观察了焊态及焊后热处理接头各区域显微组织,并分析了接头显微硬度变化趋势. 结果表明,Ti₂AlNb金属间化合物试验母材为α₂+B2+O三相组织,α₂相呈断续网状和块状分布于原B2相晶界,O相呈片状分布在B2相基体上;摩擦焊接头分区明显,WZ为单一B2相等轴晶粒,晶粒均匀细小,热力影响区(TMAZ)近焊缝区为B2+α₂相组织,α₂相沿摩擦方向呈定向分布,远焊缝区与热力影响区(HAZ)相近为B2+O+α₂三相组织;焊后热处理接头WZ为板条状B2+O双相组织,并伴有疑似孪晶出现,TMAZ为B2+O+α₂三相组织,近焊缝区原黑色条纹区B2相转变成了块状O相,其余B2相转变成B2+O相板条束,HAZ组织与母材相近,但具有厚度更细小的O+B2相板条;焊态及焊后热处理接头焊缝区显微硬度最高,随着向母材区过度,显微硬度逐渐降低.     

活性剂对不锈钢TIG焊接头微观组织和性能的影响

主要探讨了活性剂对不锈钢TIG焊的电弧形貌、焊缝熔深、熔宽、微观组织和显微硬度的影响规律与机理,以获得经济实用型不锈钢TIG焊活性剂配方。试验结果表明,在相同焊接工艺参数条件下,使用活性剂的不锈钢TIG焊缝表面成形良好,深宽比增加。2种活性剂中,活性剂G1使不锈钢TIG焊缝深宽比较大,是未使用活性剂时的5.5倍,熔合区的显微硬度未发生明显变化;活性剂G2则使焊缝熔合区奥氏体晶粒更加均匀细小,显微硬度略有增加且分布均匀。     

高温时效对2507超级双相不锈钢组织和性能的影响

对2507超级双相不锈钢在920℃进行了不同保温时间的时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了不同时效状态下的组织演变规律,通过硬度试验和冲击试验研究了时效时间对2507超级双相不锈钢性能的影响。结果表明,920℃时效处理时,大量的σ相沿γ/α及α/α晶界析出,并向铁素体内部长大,其形成机理为铁素体共析转变成σ相和二次奥氏体γ2;在时效5 min内σ相的析出速率最快,随着时效时间的延长,σ相的含量增加,但析出速率逐渐变小;σ相的出现严重降低了超级双相不锈钢的冲击韧性,并且使其硬度明显增加,冲击功和硬度值的大小与σ相析出量有关,当920℃时效30 min时,σ析出相的含量接近于28%,对应双相不锈钢的冲击功和硬度值分别为6 J和376 HB。     

UNS S32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征,采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律.结果表明,提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量,并且在一定程度上抑制Cr₂N析出.此外,激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加,焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加,同时降低了Cr₂N析出倾向,因此其耐点蚀性能也逐渐增强.与双相钢母材相比,激光焊焊缝中Cr,Ni,Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小,而N原子的分配差异性增加,因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数,进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材,点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处,而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr₂N作为点蚀萌生位置,并向弱相铁素体内快速发展.     

热处理工艺对S31803双相不锈钢组织及性能的影响

采用光学显微镜、显微硬度计和电化学工作站等研究了不同的热处理工艺对S31803双相不锈钢微观组织和性能的影响。结果表明：S31803双相不锈钢的组织主要由铁素体(α)和奥氏体(γ)两相组成,其含量分别为41%和59%。随着热处理温度升高,α相含量增加,当热处理温度到达1000℃时,α相含量增加至49.26%,但α相的含量随保温时间的增加逐渐减少,γ相含量变化趋势与之相反。随热处理温度升高,由于α相含量的增加,S31803双相不锈钢的硬度随之增大,而随保温时间增加,α相含量减少,硬度降低。S31803双相不锈钢的耐蚀性主要受两相比例以及析出相的影响,随热处理温度升高,α/γ相比例增加,耐蚀性下降,但是保温时间的增加会同时改变α/γ相比例和析出相含量,其耐蚀性无明显变化规律。     

探究预制疲劳裂纹载荷对DH36药芯焊丝CO_2气保焊接头CTOD值的影响

依据BS7448标准对DH36药芯焊丝气保焊接头进行了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验,通过对接头进行组织、断口分析,同时对预制疲劳裂纹过程进行有限元模拟分析,研究不同预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD值的影响.结果表明,预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD试验结果影响很大.当预制疲劳裂纹最大载荷远小于BS7448标准规定的最大值时,试验过程易出现突跃,即pop-in现象,从而得到较小的CTOD值;反之,当预制疲劳裂纹最大载荷接近或超过BS7448标准规定的最大值时,pop-in现象减弱、延迟或者消失,得到较大的CTOD值.故而为了保证试验结果的可靠性,标准中应对预制疲劳裂纹载荷敏感的接头更严格的规定其最大值.     

Nb2O5/TiO2微弧氧化复合膜层微观组织和高温性能的研究

为了研究Ti6Al4V钛合金微弧氧化膜层的抗高温氧化性能,在硅酸钠电解液中添加纳米铌(Nb)颗粒制备了Nb₂O₅/TiO₂复合膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构和相组成。结果表明：随着纳米Nb浓度增加,膜层表面微孔直径增大、数量减小,膜层中Nb元素含量逐渐增加至5at%,膜层厚度由42.28μm增加至55.48μm;膜层由锐钛矿型TiO₂、金红石型TiO₂、Al₂TiO₅、Nb₂O₅及Nb-Ti化合物组成,金红石型TiO₂峰值和Nb₂O₅峰值逐渐上升;试样增重由基体10.25 mg/cm²降低至Nb浓度为6 g/L制备膜层的2.281 mg/cm²,平均氧化速率由2.8472×10^-5 mg·cm^-2     

Effects of CeO2 additive on the microstructure and mechanical properties of in situ TiB2/Al composite

In this paper, CeO₂ was investigated as an additive for in situ preparation of TiB₂/Al composite using an exothermic reaction process via K₂TiF₆ and KBF₄ salts. Experimental results indicated that when 0.5 wt.% CeO₂ additive was added, the dispersion of TiB₂ particles was improved significantly. Meanwhile, α-Al matrix grain was further refined. Compared with the composite without CeO₂, the ultimate tensile strength, yield strength, elastic modulus and tensile elongation increased by 8%, 7%, 26% and 14%, respectively in as-cast condition, and the tensile fracture behavior of the composite with CeO₂ belonged to a typical ductile fracture with microvoid coalescence.     

铝合金三元气体保护焊温度场及接头组织特征

针对铝合金三元气体保护焊力学性能提升原因分析的需求,使用测温系统采集铝合金纯氩气体保护、三元气体保护焊接的热循环曲线,分析焊接温度场特征的差异. 研究发现三元气体保护焊温度场更加集中,峰值温度更高,降温速率更快. 对纯氩气体保护、三元气体保护焊接头进行染色法观察发现,三元气体保护堆焊时晶粒更大,气孔率更低;对接焊时,三元气体保护焊接头的半熔化区存在晶界液化现象,三元气体保护焊的晶界液化现象更加严重,半熔化区宽度更窄. 结果表明,焊接温度场是引起焊接接头力学性能提升的根本原因.     

高能喷丸对TC4焊接接头组织性能的影响

采用高能喷丸对TC4焊接接头进行表面纳米化处理,利用光学显微镜观察了焊接接头各区域的横截面微观组织,对各区域表层晶粒尺寸进行了X射线衍射分析、采用洛氏硬度计测量了表层各区域的硬度,利用应力仪测试其不同区域的残余应力,并对其进行了表征。结果表明,高能喷丸处理后在TC4焊接接头表面获得一定厚度的塑性变形层,经过高能喷丸处理,在强烈塑性变形作用下接头各区域表层晶粒尺寸均细化到纳米尺度。焊接接头三个区域的表面层硬度一致,且高于高能喷丸处理前试样的硬度;残余应力测试表明,经高能喷丸处理后焊接接头表层各区域均为残余压应力,高能喷丸实现了焊接接头表层组织和性能的均一化。     

氮气保护对Sn-Cu-Ni-Ce无铅钎料润湿性的影响

基于润湿平衡原理测定了不同温度与不同气氛下Sn-Cu-Ni-Ce钎料在Cu基板上的润湿行为,研究了气氛、温度以及微量稀土元素Ce对其润湿性能的影响.结果表明,采用氮气保护时,Cu基板表面张力提高,钎料表面张力降低,润湿时间缩短了20%～50%,润湿力也显著提高;温度升高使Sn-Cu-Ni-Ce钎料的表面张力减小,显著缩短了钎料在Cu基板上的润湿时间;稀土元素Ce可显著降低熔融钎料的表面张力和钎料/基板间的界面张力,从而使Sn-Cu-Ni-Ce钎料的润湿性能较Sn-Cu-Ni钎料有了显著的改善.     

超细晶Q460钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能

采用CO2气体保护焊选择ER55-G焊丝焊接了超细晶Q460钢,研究了焊接接头显微组织、断口形貌以及力学性能。结果表明,焊缝主要由铁素体和少量珠光体构成,焊缝中大量针状铁素体的生成有利于提高焊缝金属的强度和韧性。焊接接头热影响区粗晶区为贝氏体组织,相变重结晶区和不完全重结晶区未出现软化现象。焊缝金属同热影响区冲击断口均为韧窝状韧性断裂,由于超细晶Q460钢材质的高度纯净化以及焊接过程中较小线能量的选择,焊接接头热影响区表现出优异的冲击韧性。     

Effect of MoSi2/rare earth composite particles on microstructure and mechanical properties of molybdenum

MoSi₂/La₂O₃ and MoSi₂/Y₂O₃ composite particles were prepared by mechanical milling and doped into molybdenum by solid-solid method, respectively. Rods with a diameter of 17 mm were made by pressing and sintering. The effects of different composite particles on microstructures and strength of the as-sintered molybdenum were investigated. Results show that the MoSi₂/La₂O₃ and MoSi₂/Y₂O₃ composite particles transformed to La₂O₃/Mo₅Si₃ and Y₂O₃/Mo₅Si₃ composite particles due to the in situ reaction between Mo and MoSi₂ during sintering process. Mo₅Si₃/La₂O₃ and Mo₅Si₃/Y₂O₃ composite particles can reduce the grain size and improve both strength and toughness of sintered molybdenum significantly. Mo₅Si₃/Y₂O₃ composite particles contribute more to the strength, while the effect of Mo₅Si₃/La₂O₃ on toughness is greater than that of Mo₅Si₃/Y₂O₃.     

热处理温度对Ni-W-P/TiO2复合镀层微观结构及性能的影响

采用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂复合镀层,基于差示扫描量热法(DSC)结果,确定了复合镀层热处理温度范围为350~550℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度测试仪、滑动磨损试验机和电化学工作站等研究了热处理温度对Ni-W-P/TiO₂复合镀层的形貌、组织结构、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层表面变得平整且致密,但热处理温度超过450℃时,镀层表面晶粒变得粗大;截面形貌观察发现,复合镀层与基体结合良好,无明显裂纹;随着热处理温度升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层由非晶态结构向晶态结构转变,在450℃热处理后镀层析出Ni₃P相,此时镀层的显微硬度最大(849.1 HV0.1),平均摩擦系数最小(0.069),磨损速率最低(0.138 mg/min);在400℃热处理后镀层的耐蚀性最好,高于400℃热处理后,镀层的耐蚀性有所下降。     

氩弧熔敷原位合成TiC-TiB2/Ti基复合涂层组织及性能分析

利用氩弧熔敷技术,在TC4合金表面原位合成了TiC-TiB₂增强镍基复合材料涂层,利用SEM和XRD等方法分析了涂层的显微组织并测试了涂层的显微硬度.结果表明,熔敷组织主要由TiC,TiB₂和Ti(Ni,Cr)组成,TiB₂主要以棒状形式存在;在所形成的TiC-TiB₂/Ti复合材料层中,TiC和TiB₂颗粒分布均匀且尺寸细小;熔敷涂层由表及里组织不同;熔敷层与基体呈冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷;涂层的显微硬度达到13.8 GPa,较基体提高了4.5倍.