Ti-6Al-4V基體上氮電弧熔化法制備TiN層的組織及性能

采用直流氮電弧熔化方法在鈦合金(Ti-6Al-4V)基體上原位制備了TiN表面層。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射和顯微硬度儀等分析測試手段對TiN表面層的組織、硬度及摩擦磨損性能等進行了分析。探討了電弧電流對TiN層組織及性能的影響。結果表明:通過氮電弧熔化法制備的TiN層組織為樹枝晶,氮化層中樹枝晶的含量隨著深度的增加而減少,表面層與基體為冶金結合;隨著電弧電流由60A增加到100A,所制備的TiN表面層中樹枝晶的含量增加,表面層的硬度及耐磨性能都提高;當電弧電流為100A時,所制備的TiN表面層的最高硬度可達到1885HV,約為基體硬度的5倍,抗磨損性能也顯著提高。     

NbAl_3强化Al-Nb熔覆层的组织与性能

为提高铝基体的耐磨性,采用预敷铌和铝混合粉后进行双氩弧熔覆,在不同氩弧电流下制备Al-Nb熔覆层。金相分析及显微硬度与耐磨性测试表明,熔覆层由α-Al、NbAl_3和少量Nb组成。分析了枝晶组织中与富Nb区边缘的NbAl_3相形成机理。氩弧电流增大使NbAl_3相和树枝晶组织减少,α-Al固溶体增多,熔覆层的显微硬度和耐磨性下降。氩弧电流为100A时,熔覆层的显微硬度均值最高,耐磨性最好。     

TC4合金表面TiN陶瓷激光熔覆层的组织和耐磨性能

为提高TC4合金的耐磨性能，采用连续波CO2激光在其表面熔覆TiN陶瓷涂层，分析了熔覆层的微观组织结构，对熔覆层的硬度和磨损性能进行了测试．结果表明，TiN激光熔覆层分为两个亚层，表层为TiN熔凝层，由TiN棒状树枝晶组成，底层为TiN和钛合金混凝层，由TiN棒状树枝晶、TiN颗粒和钛合金马氏体组成；TiN激光熔覆层的显微硬度在500—900HV之间，明显地改善了TC4合金的磨损性能．     

Q235钢表面堆焊310不锈钢的组织与性能

采用MIG焊工艺,在Q235钢试板表面堆焊ER-310(H12Cr26Ni21Si)不锈钢。通过试验得出,当焊接电流为208A,焊接电压为19.2V,摆动宽度为12mm,摆动速度为26mm/s,焊接速度为5mm/s,搭接量为7mm时,获得了成形美观、致密无缺陷的不锈钢堆焊层。对堆焊层的显微组织、化学成分进行了分析,测试了堆焊层的显微硬度及不锈钢堆焊层的耐蚀性。结果表明,堆焊层组织为奥氏体树枝晶和等轴晶;Ni、Cr、Fe是组成堆焊层的主要元素;堆焊层硬度高于基体;堆焊后材料表面的耐腐蚀性能明显提高。     

硬质合金表面硬质薄膜的制备和性能分析

利用热阴极离子镀技术改变主弧电流,控制镀膜时间等参数,在硬质合金基体上制备了TiN薄膜;利用XRD、自动划痕仪、SEM和显微硬度计对所制备的样品进行了结构分析和性能检测.结果表明,生成的膜层是单一的TiN薄膜,所得膜层晶体是细小的柱状晶,膜基结合力最小77N,最大可达98N,显微硬度最高可达HV2757.     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

NiTi形状记忆合金激光气体氮化层表面特征

为改善NiTi合金的表面性能，利用2kW连续波Nd：YAG对NiTi合金进行激光气体氮化处理。采用SEM、TEM、XRD、XPS和纳米压痕研究了氮化层的显微组织及表面特征．结果表明：激光气体氮化可以在NiTi合金表面制备连续、无裂纹、厚度为2μm的TiN表面层，该表面层中基本不合有Ni元素且具有很高的硬度，其纳米压痕硬度为29．28GPa．     

AlCrFeNi2Cu高熵合金组织及性能x

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi₂Cu_{=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi2Cu=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1.8时,晶粒又变得粗大起来.Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1.8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1.6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35.6%和372 HV.x(x}x(x     

Zn、Y对普通凝固Mg-Zn-Y合金组织性能的影响

为了获得一种高质量的含有二十面体准晶相的准晶合金,采用金属型铸造方法制备了Mg-Zn-Y合金.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和维氏硬度仪研究了Zn、Y元素对合金组织与性能的影响,并分析了准晶相的形成机制.结果表明,在普通凝固条件下准晶相可以直接在液相中形核并长大,合金硬度及准晶相的形貌、大小和分布与Zn、Y元素的含量密切相关.随着Zn含量的增加,Mg-x Zn-4.5Y合金硬度逐渐增大,组织中的准晶相由花瓣状向条状转变,且层片状共晶及α-Mg相逐渐消失.随着Y含量的增加,Mg-48Zn-y Y合金硬度逐渐增大,花瓣状准晶相数量逐渐增多,且层片状共晶组织变得更为致密.通过调节Zn、Y元素含量可以获得高质量准晶合金Mg-48Zn-13Y.     

等离子喷焊Ni60A合金的组织与性能研究

采用等离子喷焊工艺在Q235钢表面制备Ni60A合金喷焊层,对喷焊层组织结构进行分析,对喷焊层显微硬度、耐磨损性能进行了测试。实验结果表明,喷焊层与基体为冶金结合,喷焊层呈枝状晶组织,硬度达到HV617,耐磨损性能为基体的3~4倍以上。     

45#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45^#钢表面硬度及耐磨性能，采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层，利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织，利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度，结果表明，激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成，激光熔敷层的硬度在HV800～900之间．     

AlCrFeNi_2Cu_x高熵合金组织及性能

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1. 8时,晶粒又变得粗大起来. Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1. 8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1. 6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35. 6%和372 HV.     

TiN对AlCoCrFeNi合金组织和力学性能的影响

为了研究TiN含量对AlCoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响,采用真空电弧熔炼方法制备了AlCoCrFeNi(TiN)_X高熵合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机和压缩试验机对合金的微观组织和力学性能进行测试和分析.结果表明:AlCoCrFeNi(TiN)_X高熵合金以体心立方(BCC)结构为主,TiN使其发生严重的晶格畸变,致使BCC结构主峰向左偏移;晶界处析出纳米颗粒,致使其塑性降低,合金强度先升高后降低;随着TiN的添加,弥散强化增强,合金的磨损机理从粘着磨损转变为磨料磨损,合金硬度增加,耐磨性能增强;当TiN摩尔值为1.0时,合金具有最小摩擦系数0.28,最大硬度625 HV.     

铸造C12A耐热钢焊接接头的金相组织分析

对铸造C12A高强耐热钢焊接接头的金相组织变化及硬度特点等方面进行了研究分析．试验结果表明：铸造C12A高强耐热钢经过焊接，基体组织没有明显发生变化，过热区的金相组织为板条马氏体 奥氏体组织，其硬度有所降低；熔化区的金相组织为针状马氏体 奥氏体 板条马氏体，硬度很高；焊后经过回火处理的基体金相组织与性能没有变化，过热区的金相组织为保留板条马氏体形态的回火索氏体组织，较基体组织要粗大，其硬度要比基体有所下降；熔化区的金相组织转变为保留板条马氏体的回火索氏体，但组织较为基体组织要细小，表现为硬度要比基体的有所升高．铸造C12A焊接后再经回火处理，可使焊接后的组织差别消除；性能变化趋于平缓，有利于材料的使用．     

TiC型双熔敷极耐磨堆焊接头组织与性能研究

采用原位自生的方法制备了TiC增强型耐磨堆焊熔敷层,对比了双熔敷极焊条电弧焊、传统焊条电弧焊对熔敷层组织和显微硬度的影响。分别在150 A、180 A和210 A焊接电流下进行两种电弧焊焊接,分析表明:焊接接头各区域组织都随焊接电流的增大而粗化,双熔敷极焊条电弧焊所得熔敷层组织比传统焊条电弧焊细;显微硬度随着焊接电流的增加,都呈现先上升后下降的趋势,熔敷层硬度最大值都出现在焊接电流为180 A时。     

工具钢表面激光熔覆Co基合金涂层的组织及性能

通过送粉式激光熔覆在碳素工具钢(T10钢)表面制备了Co基合金熔覆涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析其微观结构和相组成。结果表明:熔覆层中主要有γ-Co相以及其他相,包括Cr23C6、Co7W6和CrNi。从熔池与基体界面到熔覆层表面存在不同的凝固形态,依次为平面晶(在界面处)、胞状晶和树枝晶。微观组织较细的树枝晶强化了熔覆层,因而激光熔覆层的显微硬度增加,耐腐蚀性提高。     

多弧离子镀TiN涂层工艺及耐蚀性研究

为提高4Cr13马氏体不锈钢的耐蚀性,对其进行多弧离子镀处理,获得TiN涂层,并用X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电子显微镜、电化学测量仪对涂层进行物相分析、表面形貌观察、硬度检测以及电化学腐蚀性能测试.结果表明:随着电流的增大,表面的液滴数目和尺寸增大,涂层厚度增加,薄膜硬度也增大;相结构主要为TiN,有明显的择优取向,且随着弧电流的增强,衍射峰强度略有增加.TiN试样在3.5％的NaCl溶液中耐蚀性与基体相当,在1 mol/L的H2SO4溶液中的耐蚀性比基体提高了800倍.     

化学气相沉积TiN—沉积温度及基体中碳的影响

本文研究了沉积温度对Cr12MoV钢基体TiN沉积速率的影响。TiN沉积速率高于低碳钢基体TiN沉积速率,并且随沉积温度升高而增加。研究了不同碳含量铁基体中碳扩散对TiN沉积的影响。TiN沉积速率随碳含量增加线性增加;涂层硬度亦随碳含量增加而增加。基于铁的催化作用,推导出TiN沉积速率方程式: R=h_1+k_1·C     

双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料的研究

将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织．结果表明,采用混料一热压法能制备99．5％理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度为1．397GPa,相对压缩率为21．8％．随着温度升高,强度和压缩率均急剧下降;然而,到l100℃时抗压强度仍高达649MPa,相对压缩率为7．6％,该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀6s后,试样表面温升达2800℃,烧蚀后晶粒长大,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞．在氧一乙炔焰上烧蚀30s后,试样表面温升达到2000℃,烧蚀后表面无裂纹,表面形成一层氧化膜,晶粒略有长大．     

退火态AlCoCrFeNi高熵合金的组织演化规律及力学性能研究

为了研究热处理对高熵合金组织和力学性能的影响,文中使用真空电弧熔炼制备了铸态AlCoCrFeNi高熵合金并加以800℃和1 050℃退火处理,检测分析了合金的组织和压缩性能。研究结果表明：铸态合金组织为等轴晶形貌,等轴晶内部分为富含Ni和Al元素的树枝晶与富含Cr与Fe元素树枝晶间区域;800℃退火后合金呈现树枝晶形态,树枝晶间由于FCC相和σ相的析出导致调幅分解消失,合金的屈服强度增加、塑性降低;1 050℃退火后合金呈现等轴晶形态,晶内存在部分粗化的调幅分解相,退火处理略微降低了合金的屈服强度、而合金的塑性得到了提高。