20钢固体粉末法渗硼和硼钒共渗的渗层研究

采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等检测手段，分析了20钢固体法渗硼和硼钒共渗的渗层组织结构、成分特点及其硬度分布。结果表明，硼钒共渗层厚度大于单一渗硼层，且渗层更加连续致密，其渗层主要由Fe2B、V2C和VB相组成，硼钒共渗层硬度比单一渗硼有所提高，硬度梯度较小。     

奥氏体不锈钢硼氮共渗渗层组织结构的研究

研究了奥氏体不锈钢硼氮共渗渗层及过渡区组织结构,并对共渗机理进行了探讨。结果表明,渗硼层硼化物为(FeM)B和(FeM)_2B,渗层平坦无齿状插入。硼的渗入使奥氏体不锈钢γ相区的A_1线和A_3线上升到室温以上,在硼的固溶区形成α相。硼化层中的黑色密集带是α相与细密的硼化物共存时易于腐蚀的结果。     

稀土对硼锆共渗过程的活化催渗及其组织和性能的影响

在粉未硼锆渗剂中加入稀土元素,可使渗速提高26%。共渗层主要由(FeZr)_2B相组成,同时还渗入了微量的La、Ce、Pr元素。与渗硼、硼稀土共渗、硼锆共渗相比,硼锆稀土共渗层的耐磨性和耐蚀性好,尤其是韧性有明显提高,其脆断前吸收的功同渗硼相比提高了70%。     

TC4钛合金低温固体稀土-硼共渗

研究了TC4钛合金在950℃低温(β转变温度以下)下进行固体稀土-硼共渗的渗层形貌、物相组成、组织性能及基体相变。结果表明,低温稀土-硼共渗,可使TC4钛合金表面获得实用的渗硼硬化层,由TiB2和TiB双相化合物组成。同1050℃高温稀土-硼共渗相比,低温渗硼层致密均匀无孔洞,而且硬度梯度和脆性得到进一步改善。低温渗硼后TC4基体为等轴组织,性能良好,能有效地防止高温(β转变温度以上)时β相形成粗晶。低温渗硼有效地改善渗层的性能,减小工件畸变。     

铸钢件表面铸渗钨铬复合层的研究

采用传统的铸渗技术在铸钢件表面形成钨铬表面复合层，并考察了其组织、硬度和复合层的冲击磨损性能。结果表明，在实验条件下，当冲击功小于2J、渗剂中WC、铬铁含量分别为(质量分数)20％、40％时，复合层的冲击磨损性能最佳，是ZG230—450的12．5倍。     

稀土元素对45钢固体渗硼的催渗作用

对45钢进行了单元渗硼与硼稀土共渗,观察了渗硼层的组织、厚度,测试了各渗硼样品显微硬度、耐磨性和耐蚀性等性能.结果表明,加入稀土元素以后,渗硼层基本为单相的Fe2B,硼针变长,取向明显.在950 ℃×5 h渗硼条件下,稀土氧化物质量分数在8%～9%时,渗层厚度最大.质量分数为9%稀土-硼共渗可以提高硼原子的渗入深度约1.5倍.与单元渗硼样品相比,硼稀土共渗样品具有较高的硬度、耐磨性能和耐酸、碱、盐腐蚀性能.     

球墨铸铁固体渗硼及渗层生长动力学

采用LSB型渗硼剂分别在渗硼温度为1123、1173和1223 K,保温时间为2、4、6和8 h的工艺参数下对球墨铸铁表面进行固体渗硼处理。用扫描电子显微镜(SEM)对渗层横断面进行了显微组织观察,用X射线能谱仪分析了沿渗层表面到心部的元素分布。用X射线衍射仪(XRD)分析出渗硼层为Fe2B单相,用显微硬度计测试渗层的硬度分布,其显微硬度值在1170~1392HV0.025之间。渗层厚度随着渗硼时间和渗硼温度的增加而增加,其范围约为35~118μm。对实验数据进行分析和拟合,得出渗层动力学曲线和等厚度图,并且经回归分析计算出硼在球墨铸铁中的扩散激活能约为175 kJ/mol。     

碳氮共渗预处理对渗硼层组织性能的影响

研究了碳氮共渗对16Mn钢渗硼层组织结构和性能的影响。结果表明，碳氮共渗预处理使渗硼层的组织、显微硬度分布、脆性、耐磨性比单一渗硼层有明显的改善。碳氮共渗预处理可以得到具有较强支撑作用的过渡层，从而使耐磨性提高。通过复合渗处理的灰砂砖模板，其使用寿命可提高2～3倍。     

稀土对45钢渗硼层组织和性能的影响

研究了稀土对45钢渗硼层组织和性能影响，并对影响机理进行了初步探讨。结果表明，稀土一硼共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼层明显改善，尤其是耐磨性显著提高，稀土元素(La)在渗层中呈不均匀状态。     

TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺的优化

以渗层厚度和表面硬度为评定依据,采用正交试验对TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺进行了优化,其中渗硼温度影响最大,其次为渗硼时间和ZrO2含量,B4C含量影响最小,最优工艺为:渗硼温度1 050℃,渗硼时间25h,渗硼剂配比(质量分数):B4C 20%,ZrO24%,SiC 76%。利用X射线衍射仪和光学显微镜对渗层的物相组成和厚度进行分析,结果表明:渗层表面主要由TiB2、TiB、TiB12、TiC、TiN组成,渗层厚度为46.67μm。与基础渗硼剂所得渗层相比,渗硼层厚度、渗层硬度、界面结合力和耐磨性都有所提高。     

碳素钢的B—Cr—Ti共渗试验研究

本文对T12、T10、T8、45等四种碳素钢进行了B-Cr-Ti共渗的试验研究。用金相分析、电子探针微区分析和X射线衍射分析友法研究了B-Cr-Ti共渗层的化学成分、相结构和组织。结果表明,B-Cr-Ti共渗层由Fe_2B、Ti_38_4和CrB等相构成。此渗层具有很高的硬度、耐磨性和耐蚀性,可以应用于耐磨的零件。     

The effect of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> nanoparticles on tribological and corrosion behavior of electroless Ni–B–Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> composite coating

In this study, the Ni–B–Al₂O₃ composite was successfully coated on the surface of Ck45 steel by elecroless method. X-Ray diffraction analysis (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were utilized in order to investigate and identify the coating properties. Wear behavior of the coating was studied by the pinon- disk test. Corrosion behavior of the Ni–B and Ni–B–Al₂O₃ coatings was investigated by using Tafel polarization diagrams in the 3.5% NaCl solution at room temperature. The obtained data demonstrate that the addition of Al₂O₃ nanoparticles to the coating has resulted in improving the tribological behavior of the coating due to the presence of the composite nanoparticles. Also, the results of electrochemical testing show that corrosion resistance of the electroless Ni–B coating with Al₂O₃ nanoparticles has dramatically increased.     

热处理对高硬度Ni—B涂层的影响及其时效机制

通过化学镀方法制备了高硬度Ni-B合金涂层,经XRD分析确认镀态镀层组织为过饱和固容体与非晶态的混合组织,详细探讨了涂层经不同温度热处理的组织转变及性能变化规律,并发现涂层组织经较高温度的热处理后有Ni2B出现,此外还观察到组织在室温下有不同程度的时效现象发生,分析了时效变化机理,其主要原因与Ni2B出现密切相关,组织中是否有Ni2B出现,数量的多少及Ni2B向Ni3B的转变方式直接影响着涂层的时效剧烈程度。     

Fe-Ni-B屏蔽涂层相组成及残余应力分布研究

采用大气等离子喷涂技术在321不锈钥表面制备了Fe70Ni27B3屏蔽涂层和Fe64Ni20B16/Ni-al梯度涂层.对两种涂层进行分层研磨后,分别采用机械抛光和电抛光处理,测试了涂层表面及内部不同厚度处的相组成和宏观残余应力.结果表明:涂层中具有中子屏蔽功能的含硼相在Fe70Ni27B3涂层中主要为Fe2B相,含有少量的Fe7B相;在Fe64Ni20816/Ni-Al梯度涂层中主要为FeB相,有少量的Fe2B相和Fe7B相.两种涂层表面的残余应力均为拉应力,沿涂层向内部的拉应力逐渐减小,至涂层/基体界面附近时转化为压应力.两种残余应力大小均不超过50 MPa,而梯度涂层由于减小了界面热失配程度以及降低了硬质铁硼相浓度,其残余应力大小在涂层厚度方向上均小于Fe70Ni27B3涂层.     

Microstructure evolution and mechanical properties of Ti-B-N coatings deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition

Ternary Ti-B-N coatings were synthesized on AISI 304 and Si wafer by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique using a gaseous mixture of TiCl4,BCl3,H2,N2,and Ar.By virtue of X-ray diffraction analysis,X-ray photoelectron spectroscopy,scanning electron microscope,and high-resolution transmission electron microscope,the influences of B content on the microstructure and properties of Ti B N coatings were investigated systematically.The results indicated that the microstructure and mechanical properties of Ti-B-N coatings largely depend on the transformation from FCC-TiN phase to HCP-TiB2 phase.With increasing B content and decreasing N content in the coatings,the coating microstructure evolves gradually from FCC-TiN/a-BN to HCP-TiB2 /a-BN via FCC-TiN+HCP-TiB2/a-BN.The highest microhardness of about 34 GPa is achieved,which corresponds to the nanocomposite Ti-63%B-N (mole fraction) coating consisting of the HCP-TiB2 nano-crystallites and amorphous BN phase.The lowest friction-coefficient was observed for the nanocomposite Ti-41%B-N (mole fraction) coating consisting of the FCC-TiN nanocrystallites and amorphous BN phase     

黏结相对YSZ基高温封严涂层沉积效率和热循环性能的影响∗

为解决 YSZ(Y₂O₃ 部分稳定的 ZrO₂ ) 陶瓷基高温封严涂层沉积效率较低和易于过早剥落失效的问题,选择氧化铝 (Al ₂O₃ )、钇铝石榴石(Y₃Al ₅O₁₂ ,YAG)及镁铝尖晶石(MgAl ₂O₄ )为三种高温黏结相,通过喷雾造粒的方法分别制备出 B0(无黏结相)、B1(含 Al ₂O₃ )、B2(含 YAG)和 B3(含 MgAl ₂O₄ )等四种 YSZ 基团聚颗粒,研究黏结相对涂层沉积效率和热循环性能的影响。 结果表明,YAG 的黏附和包裹作用最强,与 B0 型粉末相比,B2 型粉末的沉积效率提高了 181. 49%;热循环过程中不断增长的裂纹扩展驱动力和陶瓷材料的脆性属性是导致陶瓷涂层剥落失效的主要原因,由于 YAG 相的弥散增韧作用,B2 型涂层的断口呈现出类韧窝形貌,与 B0 型涂层相比,B2 型涂层的断裂韧性提高了 39. 76%,热循环寿命提高了 43. 68%。 YAG 黏结相的添加显著地提高了 YSZ 陶瓷基高温封严涂层的沉积效率,同时较好地提高了涂层的热循环寿命。     

Fabrication of Ni34.1Fe27.9B18Si18Nb2 amorphous matrix coating on mild steel by laser processing

Ni34.1Fe27.9B18Si18Nb2 coating was deposited on mild steel substrate using high power laser cladding followed by laser remelting process.The laser processing was conducted by the powder feeding method using low purity materials without shielding box.To learn the surface amorphous matrix coating forming mechanism,the coating without remelting process was also studied.The phases and microstructures were analyzed by X-ray diffraction (XRD),scanning-and transmission-electron microscopy(SEM,TEM).The microhardncss and corrosion resistance property of the coating were also measured.The results of SEM,XRD and TEM analysis show that the remelted coating has an amorphous matrix layer embedded with some crystals due to high cooling rate during remelting process.The crystals phases are identified as Fe2B phase,γ(Fe,Ni)phase and α-Fe phase.No oxidation phases are found in the coating surface.Hardness profiles reveal microhardness more than 1100 HV0.5over the full depth of the amorphous matrix layer,while the unrerntled coating and the substrate show relatively lower hardness than the remelted layer.Corrosion resistance tests exhibit that the remelted coating is nobler than the unremelted coating and the substrate material.     

碳纤维表面 h-BN 耐高温涂层的制备及表征

目的在碳纤维表面制备六方氮化硼涂层,以提高纤维的抗氧化、耐高温性能,拓宽其在高温领域的应用。方法以硼酸、尿素、氨气和氮气作为原始材料,先通过浸渍法在碳纤维表面涂覆硼酸和尿素的混合溶液,然后将其放置在氨气和氮气氛围中进行高温热解。采用电子显微镜分析涂层的形貌,观察涂层与碳纤维的结合是否良好;采用傅里叶红外光谱、X射线电子能谱及X射线衍射等测试技术对涂层的成分和结构进行表征。结果碳纤维表面的涂层连续,形貌良好。红外光谱中,在1399,799 cm-1处存在B—N键和B—N—B键的特征峰。X射线衍射图谱中,在43.64°和53.93°存在六方氮化硼(001)晶面和(004)晶面的特征峰。X射线电子能谱分析表明,涂层中存在O,B,C和N四种元素,且B与N的原子比接近1∶1。结论实验中成功制备了h-BN涂层碳纤维,且涂层和碳纤维结合较好。涂层中的h-BN结晶度良好,纯度较高,但少量氧化物的存在会对h-BN涂层碳纤维耐高温性的提升有所影响,如何进一步提高h-BN涂层的纯度有待研究。     

B对FeCoCrNiSiBx高熵合金激光熔覆层组织和硬度的影响

采用激光熔覆制备了FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究微量硼元素(摩尔比x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)对FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层组织和硬度的影响。结果表明:无B高熵合金涂层组织主要为胞状晶。B的添加会促进枝晶的生成,逐渐形成鱼骨状树枝晶,但过量的B会破坏枝晶完整性,形成蠕虫状晶。此外,高熵合金熔覆层组织为FCC和BCC双相结构,B元素的添加会形成大量0.1~2.6 μm的Cr₂B第二相,有助于提高熔覆层硬度,其中x=0.06时激光熔覆层的硬度最高,约为537 HV0.2。     

钛合金激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层的组织和耐磨性（英文）

以Ti＋Ni＋B4C粉末混合物为原料,利用激光熔覆技术在TA15钛合金基材表面制得TiB-TiC共同增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层。采用OM、SEM、XRD、EDS及AFM等手段分析激光熔覆涂层的显微组织及磨损表面,测试涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明,激光熔覆TiB-TiC增强TiNi-Ti2Ni金属间化合物复合涂层熔覆具有独特的显微组织,菊花状的TiB-TiC共晶均匀分布在TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体中。由于高硬、高耐磨TiB-TiC陶瓷相与高韧性TiNi-Ti2Ni双相金属间化合物基体的共同配合,激光熔覆涂层表现出优异的耐磨性。