二氧化碳堆焊铁基合金组织和性能的研究

为了进一步提高Fe55自熔性合金粉末的性能,利用二氧化碳保护焊在45#钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末以及Fe55与碳化钨、碳化硅的混合粉末。利用XJL-02A金相显微镜对焊缝区的显微组织进行观察对比,采用2500PCX-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,对堆焊层的显微硬度、耐磨性进行测试。结果表明,Fe55+15%W+6%SiC堆焊层与基体实现了冶金结合,堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体,并有W3Cr12Si5、Cr3Si等增强相。显微硬度达913HV,耐磨性较Fe55提高2倍。     

铜表面激光合金化和激光熔覆制备Ni/NiCrBSi梯度涂层

利用激光表面合金化和宽带激光熔覆工艺在铜基体表面制备出由Cu-Ni合金化层和NiCrBSi熔覆层组成的梯度涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及显微硬度计,系统分析合金化层与熔覆层的物相构成、显微组织及硬度。结果表明:合金化层与铜基体之间的界面呈"锯齿状",在合金化层近基材底部是一种不规则的层状结构;在合金化层中,Ni、Cu元素发生充分互溶,使合金化层的热导率降低至Cu基体的1/9,有效提升铜表面NiCrBSi熔覆层的成形能力;同时,NiCrBSi熔覆层组织致密,其强化相由γ-Ni、Cr B、M_(23)C_6及Ni_3Si构成,显微硬度明显提高,平均值达到400HV,是铜基体硬度的5倍。从铜基体到NiCrBSi熔覆层,显微硬度呈梯度增加,涂层具有里韧外硬的特征。     

45钢激光硼合金化工艺优化及性能研究

为提高45钢表面硬度,采用CO2激光器在45钢表面进行激光硼合金化处理,通过正交试验方法优化激光硼合金化工艺,研究合金层的组织和性能。结果表明:45钢激光硼合金化的最佳工艺参数为激光功率4 k W,扫描速度8 mm/s,KBF4的质量分数3%;经该工艺处理后的合金化层分为合金层、过渡区;合金层厚度约为860μm,组织为Fe2B及少量α-Fe,表层组织形态呈胞状,次表层呈树枝状,平均硬度为1 350HV0.1;过渡区厚度约为100μm,硬度从1 350HV0.1到230HV0.1呈梯度分布。     

碳、铬、镍对渗硼层硬度的影响

(Fe,M)B和(Fe,M)_2B(M指Cr或Ni)是铁合金渗硼层的两个主要组成相。本文给出了这两个相的硬度变化以及与合金中Cr、Ni、C含量的关系。已经发现,尽管这些合金硼化物的硬度都低于纯硼化铁的硬度,但合金中的铬既提高整个渗硼层的硬度,也提高硼化物相的硬度。碳不溶于硼化物相中,而富集在渗层与基体的界面上,然而,由于碳改变了硼原子的扩散机理,故它将间接地提高渗硼层的硬度。合金中的镍总是稍微降低硼化物相的硬度,特别是对于含镍量最高的(Fe,Ni)_2B相。     

真空熔结铁基合金涂层的组织结构分析

分析了一种新型真空熔结铁基合金涂层的组织结构。铁基合金涂层是以高铬铸铁为粘结相、以大颗粒 (Cr,Fe) 2 (C ,B)相为硬质相的复合材料 ;(Cr,Fe) 2 (C ,B)相的体积分数约80 % ,粘结相是以奥氏体为基体、其中分布有针状 (Cr ,Fe) (C ,B)相、针状 (Cr ,Fe) 7C3 相和粒状 (Cr ,Fe) 7C3 相。铁基合金涂层的洛氏硬度为HRC5 5 ,表面洛氏硬度为HRA5 7。     

V对Al_(12)Fe_3Si影响的价电子理论研究

基于EET理论,研究V对Al12Fe3Si价电子结构、析出行为和性能的影响。计算结果表明:Al12Fe3Si的nA为0.830 3,含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的nA值为0.736 7～0.770 0,V的加入使Al12Fe3Si的nA值减小,减小的幅度为7%～11%;含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的σN为1 083 196～1 968 300,比Al12Fe3Si的σN(19 683)值高2个数量级;V的加入使Al12Fe3Si的各组成原子组态可在更大的范围内变动以适应外界条件的变化,从而使其稳定性增加,粗化速度减缓;Al12Fe3Si的F为637.23,Al12(Fe,V)3Si的F为592.71～599.67,V促进了Al12(Fe,V)3Si的析出,且随着其加入量的增加,Al12(Fe,V)3Si析出相变得细小。     

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。     

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。     

PIRAC-SiCp/Fe界面化学稳定性

采用简化的PIRAC工艺对SiCp进行涂覆处理 ,并研究了该涂层对SiCp/Fe界面化学稳定性的影响。实验结果表明 ,该工艺可以在SiCp表面形成一层均匀、致密的涂层 ,它主要由Cr3Si、Cr7C3 和Cr2 3C6构成。3SiCp/Fe界面反应强烈 ,绝大多数的SiC被消耗掉 ,原位形成主要由Fe3Si构成的界面反应区 ,并在金属基体晶界形成片状珠光体团。而 3P -SiCp/Fe的界面反应很小 ,SiCp表面涂层保存完好 ,SiCp基本上未遭到破坏 ,并与基体紧密结合。涂层通过隔离Fe与SiC的接触 ,抑制P -SiCp/Fe界面反应 ,有助于提高其界面化学稳定性 ,改善界面结构     

4Cr9Si2阀门钢丝冷拔过程中脆断的失效分析

用扫描电镜 /能谱分析、X射线萃取相分析和Thermo -Calc热力学相计算等方法 ,分析了 4Cr9Si2阀门钢丝在冷拔过程中发生脆断的原因。结果表明 ,钢丝脆断是由于中间退火温度选择不合理 ,使 (Cr,Fe) 7C3 相大量析出造成的     

Mo(Si,Al)2高温抗氧化涂层的形貌与结构研究

采用料浆烧结法在铌合金C-103基体表面制备Mo(Si0.6,Al0.4)2高温抗氧化涂层,利用SEM、EDS、XRD等仪器分析研究涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到冶金结合,通过扩散形成中间结合层;在高温氧化环境下,Mo(Si0.6,Al0.4)2涂层表面生成致密氧化膜。氧化膜分为两层:外层主要为Al2O3,内层为Al2O3、SiO2、3Al2O3·2SiO2和HfO2相的混合物。     

W18Cr4V钢等离子相变强化的工艺与性能

采用压缩氩弧等离体对高速钢W18Cr4V钢进行了表面强化,研究了工艺参数对强化层性能的影响,用金相显微镜、透射电镜和显微硬度计对等离子强化层的组织、性能进行了分析。结果表明:强化层的显微硬度随深度增加呈非线性关系,并存在一个极大值和一个极小值,最高硬度可达1 000HV0.1;扫描速度和工作电流对强化层深度有显著影响,随工作电流的增加,强化层深度增大,但表面硬度下降,随扫描速度的增加,强化层深度减小。W18Cr4V等离子强化后,强化层由板条马氏体与针状马氏体、残余奥氏体、碳化物组成,且α-Fe[111]∥γ-Fe[110],碳化物主要为M6C、MC、M23C6等,强化层组织得到显著细化。     

双层辉光离子W-Mo共渗的表面状态分析

研究了双层辉光离子Ｗ－Ｍｏ共渗快冷后的表面形貌，发现表面有大量微沟存在，且微沟内的Ｗ－Ｍｏ含量低于平均表面含量。用ＸＰＳ所测的表面成分与扫描能谱所测的基本一致，说明最表层和次表层的合金含量相同，而非通常认为的在表面存在几个原子厚的高浓度层。ＸＰＳ的结果表明，表面的Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ均以原子状态存在，而非化合物层。Ｗ－Ｍｏ共渗缓慢冷却后，晶内和晶界析出金属间化合物Ｆｅ７（ＷＭｏ）６，并沿晶界向表面“溢出     

Si、Na掺杂的W-Ni-Fe高比重合金界面结构的影响

采用人为加入Ｓｉ、Ｎａ掺杂的方法,研究了Ｓｉ、Ｎａ掺杂对高比重合金中的Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ及Ｗ－Ｗ界面结构所产生的影响。发现Ｓｉ、Ｎａ掺杂使合金中的Ｗ－Ｎｉ,Ｆｅ及Ｗ－Ｗ界面产生孔隙,并偏聚于界面处生成层状ＳｉＯ２夹杂相,孔隙和层状夹杂相严重削弱了Ｗ－Ｎｉ,Ｆｅ界面结合力,并使合金在冷却过程中产生微裂纹,这是造成合金性能下降的重要原因     

Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金低温脆化的俄歇及高分辨电镜研究

Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９非晶合金的低温延－脆转变具有一阶段特征。经１ｈ等温退火，其脆化温度为２７０℃。采用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）及高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ）分别研究了合金低温脆化前后的断口及微观结构。ＡＥＳ分析显示，脆化断口上有氧、硫杂质原子的偏聚。ＨＲＥＭ观察结果表明，合金淬态结构中存在有尺寸约１～３ｎｍ的类Ｆｅ２Ｂ及Ｆｅ３Ｂ短程有序区，脆化时长大至３～７ｎｍ。     

后送粉角度对等离子喷焊WC颗粒增强Ni基涂层组织的影响

采用等离子喷焊技术,利用后送粉装置从不同角度在45钢表面制作WC颗粒增强镍基合金复合涂层,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)分别对涂层组织结构及成分进行分析。结果表明:焊枪倾斜30°角送粉时,WC颗粒均匀的分布于涂层基体上,WC周围有明显的棒状组织,涂层表面物相主要由WC,W2C,Fe7C3,Cr7C3和γ-(Fe,Ni)固溶体等组成,由基体到涂层表面硬度呈上升趋势;焊枪垂直送粉时,WC颗粒发生了沉底现象,WC周围有明显的鱼骨状组织和棒状组织,涂层表面物相主要由Cr23C6,Ni3Si,CrSi2,Fe3B,Fe7C3等组成,由基体到涂层表面硬度先呈上升趋势,上升到一定值后又呈下降趋势。     

Fe-Cr-Si合金喷焊层组织及抗高温氧化机理研究

设计了一种新型Fe -Cr-Si合金 ,并用等离子喷焊方法制备成涂层 ,借助SEM、SEM -EDX及XRD ,研究了Fe -Cr-Si合金涂层的组织形貌、成分分布及其高温氧化行为。结果表明 ,涂层由大量平直的初生Cr3 Si树枝晶和Fe、Cr、Si复杂相基体构成 ,成分呈梯度分布 ,界面为冶金态结合。在 85 0℃和大气环境下 ,其氧化动力学曲线呈抛物线状 ,氧化膜主要是由Cr2 O3 、SiO2 及尖晶石类氧化物FeCr2 O4组成     

粉体粒度对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶磁粉芯性能的影响

采用熔体快淬后脆化粉碎的方法制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶磁粉,经模压成型制备出磁粉芯,研究粉体粒度对磁导率和品质因数Q的影响。结果表明:制备的磁粉芯具有良好的频率特性,粉体粒度对磁粉芯性能呈现规律性的影响,粉体粒度加大,磁粉芯的有效磁导率μe增加,Q值的峰值减小;理论模型的推导结果也证实粉体粒度与磁粉芯磁导率之间的关系;采用调整粉体粒度的方法,是制备不同使用性能要求磁粉芯的一种有效途径。