氧化时间对Ti6Al4V微弧氧化膜结构及耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐体系中采用恒压微弧氧化工艺对Ti6Al4V(TC4)合金进行微弧氧化,研究了不同氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、硬度、粗糙度以及物相生成的影响,并对不同氧化时间的膜层耐腐蚀性能进行了测试。结果表明：随着微弧氧化时间的延长,氧化膜表面微孔径增大,膜层厚度与表面硬度值先增加后又降低,膜层由金红石、锐钛矿及钙磷化合物组成,且主晶相为钙磷化合物,金红石及钙磷化合物含量均随微弧氧化时间的延长而增加;微弧氧化膜层表面Ca/P摩尔比值为1.56,接近人体羟基磷灰石比值,O/Ti原子比值为2.0,膜层表面主要组成为TiO₂;微弧氧化膜层腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流逐渐增大。     

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     

石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

在硅酸钠+磷酸钠体系溶液中添加不同含量的石墨粉,以其为氧化液对TC4钛合金进行表面微弧氧化。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜表面形貌、元素分布、相组成及摩擦系数的影响。结果表明,石墨含量的增加对TC4钛合金表面微弧氧化膜的形貌无太大影响,氧化膜层呈多孔结构,膜层表面有块状石墨颗粒分布;膜层中的Ti、P、O元素含量相对稳定,Si、C元素含量略有波动;膜层主要由TiO2和Ti组成,石墨对膜层中TiO2的形成有一定的阻碍作用;微弧氧化膜中的石墨颗粒能够起到一定的减摩作用,随着石墨含量的增加氧化膜的平均摩擦系数从0.85降至0.54。     

氧化时间对7A04铝合金微弧氧化膜层组织与性能的影响

在硅酸盐与铝酸盐混合电解液体系下，在7A04铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层，通过对膜层的厚度均匀性、电化学特性、物相组成以及表面形貌进行分析，研究了氧化时间对陶瓷膜层厚度、电化学耐蚀性、物相组成与表面形貌的影响。结果表明，膜层微观表面凹凸不平，呈火山喷口状形貌，微弧氧化时间不会改变膜层物相种类，主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃组成；微弧氧化时间是决定微弧氧化膜层性能的关键因素，氧化时间为25 min时，膜层厚度均匀性最好，方差为0.69,腐蚀电位为-0.482 1 V,腐蚀电流密度为3.75×10^-7 A/cm²,极化电阻为4.63×10⁶Ω·cm²;氧化时间为35 min时，交流阻抗性能最好。     

SiC增强Ti-6Al-4V合金微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能

采用微弧氧化方法,通过在电解液中掺杂不同粒径碳化硅颗粒,在Ti-6Al-4V合金表面制备含不同粒径碳化硅的陶瓷膜层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损实验机研究了膜层的微观形貌、结构物相以及摩擦磨损性能。实验结果表明,碳化硅对钛合金微弧氧化膜层表面形貌以及摩擦磨损性能影响显著,较小粒径碳化硅颗粒引入微弧氧化膜层可以显著降低微弧氧化膜层孔隙率,增强膜层表面致密度,较大提高膜层减摩耐磨性能。其中1~2μm粒径的碳化硅对膜层耐磨性的提高效果最为显著。较大粒径碳化硅难以通过尺度较小的微弧氧化孔进入微弧氧化层,减摩耐磨性能提高较小。     

TC4钛合金微弧氧化膜层动态热力学性能研究

在锆盐电解液体系中制备出厚度为20μm的微弧氧化膜层,通过动态热机械分析仪研究了TC4钛合金表面的微弧氧化膜层与基体结构的热-机耦合载荷失效行为。结果表明:温度对TC4钛合金微弧氧化膜层服役失效有重要影响。当升温到300℃时,膜层与基体开始出现热膨胀系数不稳定而产生热错配残余应力;当温度到达500℃时,膜层内部出现明显的裂纹,且膜层也在一定程度上与基体发生剥落行为。     

氧化时间对Ti6Al4V合金微弧氧化膜结构及耐腐蚀性能的影响

在磷酸盐体系中采用恒压微弧氧化工艺对Ti6Al4V(TC4)合金进行微弧氧化,研究了不同氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、硬度、粗糙度以及物相生成的影响,并对不同氧化时间的膜层耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,随着微弧氧化时间的延长,氧化膜表面微孔径增大,膜层厚度与表面硬度值先增加后又降低,膜层由金红石、锐钛矿及钙磷化合物组成,且主晶相为钙磷化合物,金红石及钙磷化合物含量均随微弧氧化时间的延长而增加;微弧氧化膜层表面Ca/P摩尔比值为1.56,接近人体羟基磷灰石比值,O/Ti原子比值为2.0,膜层表面主要组成为Ti O2;微弧氧化膜层腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流逐渐增大。     

表面微弧氧化处理对球拍钛合金摩擦磨损性能的影响

在TA1、TC10和TC4钛合金基材表面制备了微弧氧化膜层,研究了三种不同微弧氧化膜层的显微组织、表面粗糙度、硬度、磨损失重和摩擦磨损形貌。结果表明:在相同微弧氧化工艺下,TA1、TC10和TC4钛合金表面形成了形貌不同的微弧氧化膜层;经过微弧氧化处理后,TA1和TC10表面膜层的磨损失重都要小于基材,而TC4合金表面膜层的磨损失重要略高于基材;TC10合金表面膜层的磨损失重最小,具有最佳的抵抗摩擦磨损的特性;钛合金基材的磨损机制主要为粘着磨损和局部剥落;而三种微弧氧化膜层的磨损机制为粘着磨损,摩擦磨损形貌的观察结果与磨损失重测试结果较为吻合。     

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为。结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅值为80μm时,TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层磨损量均较小,而摩擦系数大且波动大;位移幅值为150μm时,两者磨损量出现不同程度的增大,而摩擦系数略有下降且趋于平稳;与TC4钛合金基体相比,微弧氧化陶瓷层的平均摩擦系数小,磨损轮廓浅,且磨损量仅为钛合金基体的70%。微弧氧化陶瓷涂层能够保护钛合金基体表面,有效改善TC4钛合金耐磨性。     

脉冲频率及占空比对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层微观结构及性能的影响

研究了脉冲频率及占空比对Ti6Al4V合金在Na₂SiO₃-Na(PO₄)₆电解液体系中制备的微弧氧化膜层微观结构及其性能的影响,采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、涂层厚度仪、激光共聚焦显微镜及显微硬度计对膜层形貌、元素分布、相组成、厚度、粗糙度及硬度进行测试表征。结果表明,Ti6Al4V合金微弧氧化膜层主要元素组成为Ti、O、Si等,物相组成主要为Rutile-TiO₂、Anatase-TiO₂及非晶相SiO₂,随脉冲频率增加,膜层中Anatase衍射峰强度先降低后增加,Rutile呈相反趋势;随脉冲占空比增大,Anatase衍射峰强度逐渐减小,而Rutile衍射峰强度逐渐增加。膜层表面均匀分布微米级孔洞,脉冲频率对膜层微观形貌及粗糙度影响较小,膜层厚度先增大后减小;随占空比增加,膜层快速增厚,但表面逐渐出现微裂纹及局部烧蚀等缺陷,膜层粗糙度大幅增加,600 Hz、20%占空比时膜层厚度达45.46μm,粗糙度R_a     

Effects of electrode contact condition on electrical dynamic resistance during resistance spot welding

This study systematically investigates the effects of electrical resistance at the workpiece/electrode interface or electrode face on temperature dependent dynamic resistance during resistance spot welding (RSW). To evaluate temperature transport equations of mass, momentum, energy, species and magnetic field intensity in workpieces, the energy and magnetic equations in the electrode are solved. Contact resistances composed of constriction and film resistances are functions of hardness, temperature, electrode force and surface conditions. The results show that dynamic resistance is complicated due to different variations of film and constriction resistances with temperature at not only the faying surface but also the electrode face in the early stage, i.e. shorter than around 3 cycles. Dynamic resistance in this stage is fortunately insignificant to transport processes. When the power is off, dynamic resistance depends on competition between decreased bulk resistance and increased constriction resistance at the electrode face. Decreased constriction resistance at the electrode face reduces dynamic resistance and temperature.     

1Cr18Ni9钢热化学反应型玻璃质耐蚀陶瓷涂层研究

用热化学反应法在1Cr18Ni9钢基体上制备了SiO2-MgO低熔点玻璃陶瓷涂层,该涂层在热固化后产生新陶瓷相,该涂层具有良好的耐碱性和耐盐性。     

硼对堆焊合金组织与性能的影响

研究了不同含硼量时堆焊合金的组织与性能。结果表明，随着含硼量的增加，堆焊层的硬度与耐磨性不断提高，堆焊层的组织状态也发生转化，逐渐由亚共析态转变为过共析态、共晶态乃至过共晶态，其中共晶组织或接近共晶态的组织抗冲击性能最好．而接近共晶成分的过共晶组织硬度与耐磨性最高。     

合金元素对奥氏体球铁高温性能的影响

研究了合金元素对奥氏体球铁高温机械性能、抗氧化性和抗热冲击性能的影响，提出了合金元素的最佳含量。用该奥氏体耐热球铁替代原用耐热钢作渗碳、淬火炉用构件，使用寿命提高1.2～1．6倍，成本降低20％。     

硼砂浴内金属材料耐蚀性及抗氧化性的研究

通过对多种耐热不锈钢进行硼砂浴腐蚀及抗氧化试验,研究了各种耐热不锈钢在硼砂浴中的耐腐蚀性及高温抗氧化性。研究结果表明,材料中元素的种类及含量对硼砂浴炉用金属材料的使用寿命有较大影响,其中Ni、Cr元素对材料的耐蚀性及抗氧化性起着决定性作用。材料中Cr含量在20%左右及Ni含量在35%左右时得到最佳的耐蚀性。Cr含量与Ni含量之和不小于45%的材料的高温抗氧化性符合硼砂浴的使用要求。耐热不锈钢的腐蚀主要集中在硼砂浴与空气的交界面处,其他位置腐蚀较弱。硼砂浴中Na2O和B2O3的存在加速了耐热不锈钢的腐蚀。这些研究结果为硼砂浴用坩埚及工夹具的选材提供了依据。     

Fabrication of the Coatings for the High-temperature Oxidation Resistance on Hydrogen Resistance Steel

Alumina coating is used to improve the performance of high-temperature oxidation resistance,which can be fabricated on the surface of hydrogen resistance steel by two methods,thermal oxidation of arc ion plated Al coating and reactive magnetron sputtering.Elemental composition,structures and surface morphologies of the coating were analyzed and compared in this paper.The surface of the coatings,which was made by the first method,was composed of α-Al2O3 phase and internal was Fe-Al alloy phase.The Alumina coatings made by the second method were amorphous.In addition,appearances of Alumina coatings fabricated by these two methods were quit different,which were grey and transparent respectively.Both of the two kinds of coatings meet to the needs of high-temperature oxidation resistance.     

不锈钢电阻点焊过程中的动态电阻变化规律分析

对利用自动数据采集技术获取的不锈钢点焊过程中的动态电阻信息进行系统研究.结果表明,不锈钢点焊过程中动态电阻能够灵敏且有规律地反映点焊工艺参数的变化,蕴含着丰富的点焊质量信息.焊接过程中动态电阻变化与熔核生长过程具有明显的对应关系,动态电阻曲线的拐点时间及终点值等特征量分别与熔核出现时间和最终熔核尺寸有很强的相关性.点焊过程喷溅会导致动态电阻骤降,其动态电阻变化率曲线在相应位置出现尖峰,为喷溅的自动识别提供了依据.     

The Effect of Boronizing on Metallic Alloys for Automotive Applications

In this study the wear resistance, corrosion resistance, and oxidation resistance of boronized metallic alloys were investigated. Thermochemical treatment was performed by powder pack boronizing process at temperature 850-950 °C for 4 h. Saw-tooth morphology and smooth interface microstructures were observed with an optical microscope; microhardness was measured across the coating depth. The phases present in the boron coatings depend on the substrate material. High-temperature oxidation resistance was investigated and it was found that boron coating on ferrous alloys can resist temperatures up to 800 °C. The corrosion resistance of the boronized samples was improved and the corrosion rate was calculated for boronized and plain specimens. Wear testing was conducted by following the procedures of ASTM G99, ASTM D2526, and ASTM D4060. The obtained experimental results revealed that boronizing significantly improves the wear-resistance, corrosion-resistance, and oxidation resistance of metallic alloys. This article was presented at Materials Science & Technology 2007, Automotive and Ground Vehicles symposium held September 16-20, 2007, in Detroit, MI.     

Preparation and Characterization of Ceramic Film on Drilling Pipe Joint

利用低压化学气相沉积技术（LPCVD）,在钻杆接头表面制取Ti、Cr、Al的氮化物、碳化物和氧化物构成的金属陶瓷膜层。陶瓷膜的特性通过SEM、EDS和XRD分析。结合性能和腐蚀性能分别通过划痕试验和腐蚀实验测试。结果表明：陶瓷膜层致密而均匀,膜厚度在15 μm左右,且在膜层与基体之间还形成了一层厚5 μm左右的过渡层。陶瓷复膜与基体材料结合性能良好,具有较好的致密性,不存在裂纹气孔等缺陷。陶瓷膜层有效阻隔了有害原子或离子与基体钢的接触,防止材料发生氢鼓泡、氢致开裂等,大大提高了钻杆接头材料的抗腐蚀性能     

碳含量对Al0.5Co0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响

使用氩弧熔覆制备不同碳含量Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层,研究碳含量对Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响。结果表明:碳加入后,高熵合金均由单一的FCC结构组成,并没有表征出其他物质,但根据高熵合金显微组织与能谱分析可以发现,高熵合金的枝晶间有碳铬化合物生成。高熵合金涂层的组织为典型的树枝晶结构,随着碳含量的增加,组织不断细化。随碳含量的增加,高熵合金涂层的硬度不断升高,当碳含量为4%时,硬度(383.2 HV0.5)和耐磨性均为最佳。随碳含量的不断增加,高熵合金的耐腐蚀性先增强后减弱,碳含量为2%时耐腐蚀性最佳。根据单位面积氧化增量,高熵合金的抗氧化性先增大后减小,当碳含量为2%时,抗氧化性最佳。