机械合金化制备表面涂层的力学响应机制数值模拟

以机械合金化法制备金属表面功能涂层这一新型工艺为主要实验背景,通过有限元数值模拟研究在球磨制备涂层的过程中,涂层与基体的界面形貌形成及演变过程,讨论不同工艺参数对界面形貌的影响,进而分析球磨的工艺参数对涂层的制备效果、涂层与基体结合性能的影响。研究不同的球磨参数下,基体材料的残余应力分布和等效塑性应变分布,分析其对基体材料力学性能的影响,并且对该力学响应过程中的热效应进行了数值分析。     

超细金属间化合物粉末的机械合金化合成

采用机械合金化方法合成了TiNi,TiAl,Ni_3~-Al和CoAl金属间化合物粉末。高能球磨过程的X-射线衍射研究表明:Ni-Al、Fe-Al、Co-Al二元纯粉混合物在球磨过程中直接转变为金属间化合物粉末。而Ni-Ti、Al-Ti二元纯粉混合物则首先转变为非晶态合金粉末,再经进一步高能球磨,由非晶态粉末转变为金属间化合物粉末。透射电镜观察证实,用机械合金化方法得到的上述金属间化合物粉末均具有超细的组织。最后讨论了在球磨过程中形成金属间化合物的机制。     

SPS烧结M42粉末高速钢的烧结工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备M42粉末高速钢,研究不同烧结工艺对M42粉末高速钢性能的影响。结果表明:M42粉末高速钢经970℃×10 min×70 MPa SPS烧结后,其显微组织细小均匀、无碳化物偏析,致密度达到96.53%;经1 180℃×5 min+550℃×1 h热处理后的硬度达到67.36HRC,与普通M42高速钢相比提高1~2HRC。     

细晶钨合金制备工艺的研究

研究了添加微量稀土氧化物Y2O3和机械合金化所制备的90W-7Ni-3Fe合金的显微组织与性能。试验采用机械合金化工艺制备含微量稀土氧化物Y2O3的90W-7Ni-3Fe复合粉末,将粉末在1460～1480℃烧结30min,制备最大抗拉强度大于962MPa、延伸率为30.8%、钨晶粒尺寸为8～12μm的细晶高性能90W-7Ni-3Fe合金。研究了稀土氧化物Y2O3对合金性能和显微组织结构特征的影响。     

碳化钨-金属复合材料的热机械合金化合成

采用热机械合金化方法,以W、活性炭、Ni、Co为原料制备了WC-M(Ni/Co)复合材料,研究了机械合金化对W-C-M粉末体系及其合成过程的作用。结果表明:粉末体系经机械合金化后颗粒细化,具有较大的畸变能;粉末体系以500r/min转速球磨15h后,在900℃下烧结后已经生成了WC和W2C,所有的W均已参与了反应;球磨时间为10h时,即使在1100℃下烧结后仍有部分W残留。MA过程提高了反应物的反应活性、降低了反应温度,使合成试样具有颗粒粒度约为1～3!m、分布较均匀的组织。     

用机械合金化合成A2B和AB型复合金属氢化物合金

<正>Hanyang大学的研究人员通过机械合金化,直接从基本元素粉末Mg、Ni和Ti经20h研磨得到合金化粉末,然后合成包含Mg2Ni和TiNi相的复合电极合金。在该合金中,Mg2Ni相含量相对比TiNi相少,这是由于Mg与TiNi形成固溶体的数量比Ti与Mg2Ni形成的固溶体数量多。复合电极的最大放电容量在放电电流密度为10mA·g-1时为380mA·hg-1。这一数值高于机械合金化Mg2Ni电极。复合电极与单一Mg2Ni相比,循环寿命得到改善。例如,在150次循环后,放电容量与最大值的比率为55%,而Mg2Ni却低于10%。复合电极还具有高速放电能力,在40次循环后,不论放电电流如何,仍为100mA·hg-1。     

导弹发动机Mo-Cu合金喷管激光快速成型工艺研究

采用机械合金化方法制备了Mo-Cu超细粉末,并利用该粉末进行了选择性激光烧结成型,确定了激光烧结成型的最佳工艺参数为激光功率270W,扫描速度2000mm/min,铺粉厚度0.2mm.并利用该工艺参数快速制备了Mo-Cu合金导弹发动机喷管成型件,经过高温烧结后,其抗拉强度为550MPa,延伸率为7.3%,其综合性能优于利用钼粉制备的钼喷管,可以满足新型号产品的研制需求.     

Ti3AlC2/Al复合材料的制备及性能

采用Ti、Al和C元素粉末为反应原料,通过机械合金化(MA)和热处理法制备出高纯度三元碳化物Ti3Al C2陶瓷粉体。将Ti3Al C2作为增强相添加到金属Al中,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备出Ti3Al C2/Al复合材料,研究烧结温度对复合材料的相对密度、硬度和摩擦因数的影响。结果表明:随烧结温度的增加,复合材料的相对密度和硬度也随之增加,当烧结温度为550℃,复合材料的相对密度和硬度分别为97%和180HV;复合材料的摩擦因数随烧结温度升高而逐渐变小,当烧结温度为500℃,摩擦因数达到最低值,约为0.186 9,烧结温度继续升高,摩擦因数反而变大。     

通过两步机械合金化工艺制备氧化物弥散强化钨重合金的方法

韩国专利KR2009 50732中公布了一种韩国先进科技研究所的技术人员研发的制备氧化物弥散强化钨重合金的新方法。该方法的主要步骤包括:先对钨粉和氧化物粉末进行首次机械合金化处理以获得合金化粉末;再对合金化粉末和过渡金属粉末进行二次机械合金化处理以形成氧化物弥散强化钨重合金粉末;然后将粉末模压成型后烧结。采用这种工艺制备的氧化物弥散强化钨重合     

制备工艺对HMX机械感度和热分解特性的影响

采用对原料奥克托今(HMX)筛分、球磨和溶剂/非溶剂重结晶等三种方法,制备出了不同形貌和粒度的HMX粉末。利用激光粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征,并进行了撞击感度、摩擦感度及DSC测试,计算了三种HMX样品的表观热分解活化能。结果表明,筛分法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其机械感度没有明显的变化规律;球磨法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,其撞击感度降低、摩擦感度升高;溶剂/非溶剂法制备的HMX样品,随着样品d50的减小,撞击和摩擦感度均降低。球磨法制备的HMX热分解活化能的平均值为262.184kJ.mol-1,明显高于溶剂/非溶剂法(238.902kJ.mol-1)和筛分法(242.343kJ.mol-1)。     

放电等离子烧结GT35钢结硬质合金的组织与性能

采用放电等离子烧结技术制备GT35钢结硬质合金,研究了放电等离子烧结GT35钢结硬质合金及其热处理后的显微组织与性能。结果表明:与传统粉末冶金方法制备的钢结硬质合金相比,放电等离子烧结制备的GT35钢结硬质合金显微组织均匀、晶粒细小、无碳化物偏析。经过1 000℃×6 min+200℃×1.5 h的热处理后,硬度比传统粉末烧结制备的钢结硬质合金提高了1.5～3.5HRC,耐磨性也显著提高。     

机械合金化合成YAlO3

为了合成YAlO3(YAP),对Y2O3-Al2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。试验结果表明:经高能球磨后,Y2O3-Al2O3可发生固相合成反应,生成YAlO3。Y2O3-Al2O3的机械合金化过程包括两个阶段:第一阶段(0～2h),氧化物颗粒快速细化,晶格发生严重畸变,球磨促使Y2O3发生了晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;第二阶段(5～40h),Y2O3晶型转变完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生固相合成反应,生成YAlO3。     

消失模法铸渗表面合金层组织研究

利用消失模铸造法制备了表面耐磨合金材料,并研究了其组织与性能.结果表明铸渗合金层由表向内,碳化物类型由M7C3型向M3C型转变,硬度逐渐降低,碳化物含量逐渐减少;热处理后,碳化物含量和材料硬度增加,但铸渗层由外向里碳化物含量与硬度逐渐降低及碳化物由M7C3型向M3C型转变这一趋势不变.     

焊接热过程对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用不同焊接工艺参数对X100管线钢进行焊接试验,并对母材进行微观组织观察及宏观力学特性测试,对比分析X100管线钢母材和经历不同焊接热过程后所得焊缝的微观组织及宏观力学特性。结果表明：经历不同焊接热过程后的X100管线钢焊缝组织比母材组织粗大,主要为无碳贝氏体;冲击韧性比母材略高;抗拉强度和屈服强度与母材基本保持一致。     

退火工艺对0Cr17Re不锈钢冷轧板性能和组织的影响

用普通退火炉对0Cr17Re不锈钢冷轧板进行热处理试验,并对其力学性能和组织进行观察和测试。结果表明:稀土加入后,形成稀土复合化合物,可明显改善晶粒度,净化组织;退火温度在800~860℃时,基体组织均为铁素体,退火速度和退火温度对0Cr17Re伸长率影响不大。退火温度低时,退火速度的降低,可提高强度,改善其伸长率;退火温度高时,提高退火速度,可防止晶粒长大,改善材料力学性能。该不锈钢的最佳退火工艺为退火温度830℃以上,退火速度8~12 m/min。     

18Ni（1 700 MPa）型马氏体时效钢时效工艺研究

研究不同时效温度和时间对820 ℃×1 h固溶处理后的18Ni马氏体时效钢硬度的影响规律。研究了480 ℃时效3h和4 h的拉伸性能,并利用金相显微镜、扫描电镜对时效后的组织和断口进行观察分析。结果表明：当时效温度较低（460 ℃）,时效3 h达到峰值的98%左右;在较高温度（520 ℃）时效,10 min左右即可达到该水平;最优时效工艺为480 ℃×3 h;两种时效工艺下的断口有明显的延伸和缩颈,中心存在大量韧窝,为典型的韧性断裂。     

不锈钢表面的电化学机械复合抛光

不锈钢板在生产和装饰材料中得到越来越多的应用,其表面粗糙度对产品质量有着重要影响。研究了不锈钢板的高效电化学机械抛光,介绍了一台由立式铣床改装的电化学机械复合抛光装置,讨论加工电压、磨轮压力与加工效率的关系以及加工电压对表面粗糙度的影响。研究结果表明,电化学机械复合加工可以得到更高的加工效率和更好的加工质量。