稀土软氮化表面XRD研究

本文研究了渗剂中不同稀土加入量对20钢软氮化后ε相晶格常数、表面氮(碳)浓度及层深的影响。结果表明:表面渗入元素浓度和扩散层深度的最大值对应同一稀土加入量,此时化合物层ε相的含量较小。     

Mg粉和Ni粉固相扩散-溶解的研究

研究了Mg粉和Ni粉固相扩散、溶解形成Mg-Ni金属间化合物和层片状共晶组织的过程。研究发现,Mg粉和Ni粉在成形后,于一定的烧结条件下发生扩散和溶解,形成了Mg_2Ni和MgNi_2金属间化合物;经过360℃烧结、保温50h,Mg粉和Ni粉反应形成了层片状共晶类组织。     

TiAl金属间化合物与42CrMo钢的真空扩散连接

对TiAl金属间化合物与 4 2CrMo钢进行了真空扩散连接。采用扫描电镜对连接接头的显微组织和成分分布进行了初步地分析。研究发现 ,母材与中间层发生了扩散反应 ,采用加入中间层的真空扩散连接TiAl金属间化合物与 4 2CrMo钢具有良好的可焊性。     

层厚比对TA1/X80复合板组织和性能的影响

为明确层厚比与对钛/钢复合板组织及力学性能的关系,推进TA1/X80层状爆炸复合板在油气运输、航空航天领域的应用,采用爆炸-轧制法,制备7种不同层厚比的TA1/X80层状复合板,通过拉伸、冲击、弯曲、硬度等实验研究层厚比对复合板组织、力学性能的影响,利用OM、SEM、EDS等检测实验分析断口形貌及断裂机制。结果表明:TA1/X80爆炸-轧制复合板界面以周期性波状咬合机制结合,组织均呈流线状,在过渡区Ti、Fe元素发生扩散;TA1、X80层厚比增加,复合板的抗拉强度、屈服强度、塑性、韧性、正弯强度、正弯挠度均呈线性降低趋势,背弯强度和背弯挠度线性增大,且随着向界面靠近,钢侧硬度降低,钛侧硬度升高;由钛侧到钢侧,拉伸断面由沿晶断裂机制过渡为准解理断裂机制,冲击断面由撕裂韧窝断裂机制过渡为等轴韧窝断裂机制。     

电场对AZ31B/Al扩散结合界面结构及力学性能的影响

应用电场激活扩散连接技术(FADB)进行AZ31B与铝的固相连接,研究电场条件下结合界面快速形成的微观结构及其力学性能。采用OM、SEM、EDS及XRD等分析扩散溶解层的微观组织、成分分布和剪切断口形貌及相组成,并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区显微硬度和接头抗剪强度进行分析。研究结果表明,激活电流降低扩散界面金属化合物生成的激活能,促进Mg-Al间的扩散反应,形成的梯度扩散溶解层对提高接头抗剪切强度有显著影响。在温度为450℃,时间为50 min,电流密度为80 A/cm2时,过渡层宽度达120μm,接头抗剪强度最大值35 MPa。     

Ni-Al复合涂层对P92耐热钢高温抗氧化性的影响

为提高P92钢的高温抗氧化性,采用电镀镍+低温粉末包埋渗铝技术,在其表面制备Ni-Al双层复合涂层,研究其在650℃下空气中的氧化行为及机理,并与P92钢基体的氧化行为做对比分析。用X射线衍射仪及配有能谱仪探头的扫描电子显微镜分析涂层氧化前后的显微组织、物相组成及元素沿截面的扩散规律。结果表明:复合涂层的渗铝层致密无孔洞,物相组成物为Ni-Al金属间化合物,且由Ni2Al3到β-NiAl的物相转变受Ni/Al互扩散控制;经132 h氧化后,P92钢表面生成双氧化层,外层主要为疏松多孔的Fe2O3,内层为(Fe0.6Cr0.4)2O3,而Ni-Al复合涂层表面则形成保护性的Al2O3,在氧化过程中无明显裂纹,具有良好的结构稳定性。包覆Ni-Al涂层处理后,P92钢单位面积氧化增质量由11 g/m2降低到2.713 g/m2,明显提高P92钢的抗氧化性。     

A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼研究初探

对A3钢表面热浸镀扩散渗铝复合渗硼进行了初步的探讨。通过光学显微镜和扫描电镜对渗层组织进行了观察。试验表明 :A3钢表面浸镀扩散渗铝复合渗硼工艺可行 ,渗层与基体形成了连续的扩散层 ,并且具有良好的硬度梯度。     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料扩散焊研究

在真空条件下制备TC4钛合金/304不锈钢双金属复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计对结合区的显微组织和性能进行测试分析。结果表明:当温度为1 025℃、保温60 min时,扩散连接得到的TC4/304双金属复合材料过渡层界面清晰、焊接缺陷较少,结合区的硬度曲线呈先升后降的趋势,峰值硬度为613.5HV;当扩散温度高于975℃时,TC4/304界面处形成A、B、C新相层,A层为混合铁基固溶体,B层主要为Fe_2Ti、FeTi和TiCr_2多元复杂脆性金属间化合物,C层靠近TC4侧为β-Ti基的单相固溶体组织;并且过渡层的厚度随连接温度的升高而递增。     

T2/2A12复合材料扩散焊接头组织与性能的研究

利用真空电阻炉对T2紫铜和2A12硬铝进行真空扩散焊接,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和显微硬度计对结合区的组织形貌和成分以及显微硬度进行表征与测试,研究焊接工艺对T2/2A12双金属复合材料组织与性能的影响。结果表明:当扩散温度为700℃、保温60 min时,制备的T2/2A12复合材料结合区宏观界面清晰,未见明显焊接缺陷,出现Cu_3Al_2、Cu_9Al_4、Cu Al金属间化合物,金属间化合物对结合区的强化作用使其硬度显著升高;溶解层随扩散温度的升高和保温时间的延长而增厚,晶粒逐渐粗大,γ_2相在δ相区的溶解量增加。     

5CrNiMo热浸镀铝激光重熔层组织观察

将5CrNiMo钢在(720±5)℃热浸镀纯铝,对其进行激光重熔。利用金相显微镜及扫描电镜对重熔合金层及结合界面组织进行了观察。结果表明:热浸镀铝层经950℃×6h扩散退火处理后裂纹明显;而激光重熔后获得了致密、无肉眼可见气孔和夹杂等缺陷的重熔层,合金层与基体之间为完全的冶金结合;组织呈完整的树枝晶,结合界面处为粗大的树枝晶,外层逐渐变成细小的枝晶;EDS结果表明重熔层中成分相对均匀,重熔层中的主要相为Fe(Ni、Cr)3Al及Ni3Al。     

AZ31B表面合金化接头显微组织及耐蚀性的研究

采用AZ31B镁合金真空扩散连接工艺,在AZ31B表面形成合金化扩散溶解结构。借助OM、SEM、EDS及XRD等方法分析不同工艺条件下结合界面扩散溶解层的微观组织及组成成分,利用PS-168a型电化学腐蚀测试系统对表面合金化扩散溶解层进行了耐蚀性测试。结果表明:恒温条件下,随保温时间的延长,在AZ31B表面形成宽度不等、与基材呈"锯齿"状咬合的扩散溶解层;扩散溶解层由过渡层和共晶区组成,自腐蚀电流比AZ31B镁合金基体提高约77%。     

自然时效对AZ31B电场扩散焊接头组织与性能的影响

采用中间添加铝粉的电场辅助扩散技术成功连接AZ31B镁合金。通过OM、SEM、XRD以及剪切实验等方法对比分析焊态和焊后自然时效处理状态下接头焊缝区的显微组织、元素分布、相组成和力学性能,探讨自然时效对镁合金电场辅助扩散焊接头组织和性能的影响规律。结果表明:在焊缝区形成一层与母材基体呈波浪状结合界面的镁-铝共晶反应层,反应产物主要由α-Mg、Al12Mg17和Al3Mg2金属间化合物组成;焊缝区显微硬度明显高于母材;经自然时效处理后接头的抗剪强度最大达60.3 MPa,比焊态下接头的最大抗剪强度(35 MPa)提高约72.3%。     

结构钢的离子氮碳共渗

该文对40Cr、45钢离子氮碳共渗工艺、组织、性能进行了试验研究。结果表明,渗层厚度与处理温度和时间关系符合由扩散过程控制的动力学规律;共渗气氛存在一个最佳丙烷含量,大约为1％～2％;得出最佳热处理工艺参数,560℃×2h,1.5％C_3H_8。用此工艺处理的40Cr试样得到了以ε相为主的渗层。该渗层有足够的硬度(HV≈800)及良好的耐蚀性,满足了对工件使用性能的要求。     

基于铜中间层的钛合金与不锈钢的真空扩散焊研究

采用纯Cu箔为中间层在真空钼丝烧结炉中进行TC4和304的扩散连接,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对接头组织和成分进行表征,并测试结合区的显微硬度。结果表明,Cu作为中间层有效抑制了Ti与Fe、Cr的互扩散,不同焊接温度下均形成3个新相层。A层主要为富集Ti、Cu形成的混合Fe基固溶体;B层主要为TiCu金属间化合物、β-Ti(Fe)及Fe-Cu共析混合物;C层主要是β-Ti为基的混合固溶体和少量Ti-Cu化合物。过渡层生成Cu Ti2、Cu3Ti2,主要分布在B、C层。焊接温度为1 050℃、保温为60 min时,焊接缺陷较少,具有良好的焊接质量。结合区厚度适中,组织分布较均匀,显微硬度在A/B界面附近达到峰值,为667.2HV。     

温度变化对ZM5镁合金表面扩渗层组织的影响

研究了温度变化对ZM 5镁合金表面扩渗层组织特征的影响。研究结果表明 :在实验的温度范围内 ,表面扩渗层由Mg -Al-Zn固溶体和Mg -Al-Zn金属间化合物组成 ;扩渗层的组织形貌随着温度的变化而改变。随扩散温度的升高 ,扩渗层中Mg -Al-Zn固溶体区域层逐渐变宽 ,Mg -Al-Zn金属间化合物的析出量明显增加 ,且分布形貌有由不连续向连续、条状向网状变化的趋势。较低温度时 ,Mg -Al-Zn金属间化合物仅沿试样表面析出 ;较高温度时 ,Mg -Al-Zn金属间化合物不仅沿试样表面析出 ,并以网状分布的形式向基体内部延伸。     

钢表面强化工艺硼铬共渗的研究

本文对不同含碳量的A3、45、Cr06钢进行了连续渗硼铬和硼铬共渗所使用的渗剂成分、渗层组织、相组成以及渗层性能的试验研究。发现了如果先渗硼后渗铬,试样表面硬度明显降低,对此做了试验和理论分析。试验表明,可以获得显微硬度高达2875的硼铬共渗层,它具有良好的耐蚀、耐磨损性能。     

钛/钢激光焊接头中脆性化合物调控研究进展

钛合金/钢异种金属焊接结构在现代工业应用中日益广泛,但因母材理化性能差异,导致焊接难度大。综述了激光深熔焊在钛合金/钢异种金属焊接中的优势及国内外研究进展;分析焊接时出现的关键问题,并就界面金属间化合物(IMCs)调控方法进行系统讨论;介绍了多物理场耦合相场法在焊接模拟中的问题及研究状况;简述耦合流场的相场法显微组织模拟存在的问题,并对问题进行展望。     

焊接热输入量对铝/钢搅拌摩擦点焊性能影响

为进一步促进汽车轻量化的生产,改善铝钢异种材料的焊接性能,对基于不同焊接热输入量的铝/钢搅拌摩擦点焊进行显微组织分析以及力学性能测试。结果表明:通过调整搅拌摩擦点焊的主轴转速和焊接深度,增加焊接过程中焊接热输入量,有利于提高焊接接头的硬度值;拉伸断口的微观形貌呈河流状花样的解理台阶,搅拌摩擦点焊接头断裂处易发生脆性断裂;焊接接头的Hook区存在FeAl3金属间化合物。     

激光预处理后钢的固相焊接接头组织与硬度分析

40Cr/T10A钢表面激光淬火后,在压接温度750～780℃、预压应力56.6MPa的条件下,经2.5～7.5min短时保温可实现异种钢的固相焊接,接头强度可达母材强度。对接头区的显微组织及显微硬度的观测表明,接头区界面两侧显微组织连续,实现了良好的冶金结合;界面两侧近界面处钢的组织因C、Cr原子的互扩散而发生了明显变化,并导致显微硬度的变化。     

冷拔钢丝的织构研究

本文研究了10Ti钢不同原始组织冷拔变形对织构形成及发展的影响。表明:对经过50％冷拔变形的试样,进行1150℃淬火和1150℃预淬+750℃亚温淬火,不产生相变织构;进行750℃亚温淬火,产生再结晶织构。淬火马氏体和层片状双层组织,冷拔后产生〈110〉丝织构。与双相组织相比,单相组织和变形协调性较好,织构发展和完善程度高;层片状双相组织比岛状双相组织织构发展的完善,表明其变形协调性优于后者;岛状双相组织冷拔后,织构没有发展。