MoSi2添加量对放电等离子烧结α-Sialon陶瓷性能的影响

以Y₂O₃为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术制备了以MoSi₂为第二相的α-Sialon陶瓷,研究了MoSi₂添加量（0～10%,质量分数）对陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明：添加MoSi₂后,陶瓷中α-Sialon晶粒从等轴状变为长棒状,且随着MoSi₂添加量的增多,长棒状α-Sialon晶粒显著增多,长径比增大,当MoSi₂质量分数为10%时,晶粒尺寸呈现显著的双峰分布;当MoSi₂质量分数从0增加到10%时,陶瓷的相对密度由99.0%增加到99.7%,硬度由21.12 GPa降低到20.44 GPa,断裂韧度由4.80 MPa·m^1/2增加到6.13 MPa·m^1/2;在干切削镍基高温合金时,添加质量分数10%MoSi₂的陶瓷刀具在达到磨损标准时的切削长度是未添加MoSi₂陶瓷刀具的1.5倍,可见该刀具切削性能优异,其...     

CeO2添加量对激光熔覆TiB2-TiC/Ni复合涂层组织和性能的影响

利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备了添加质量分数1.0%,1.5%,2.0%CeO₂的TiB₂-TiC/Ni复合涂层,研究了复合涂层的物相组成、显微组织和硬度,讨论了搭接率(30%,40%,50%)对最佳CeO₂含量条件下复合涂层试样摩擦磨损性能的影响。结果表明：复合涂层均由TiB₂、TiB、α-Ti、TiC、Ni₃Ti、Cr₂₃C₆、Ti₂Ni、Cr₃C₂、γ-Ni等相组成;添加质量分数1.5%CeO₂复合涂层的组织最为均匀致密,细化效果明显;随着CeO₂添加量的增加,复合涂层的硬度先增后降,添加质量分数1.5%CeO₂复合涂层的硬度最高,约为1 015 HV。CeO₂的最佳添加质量分数为1.5%,在此条件下随着搭接率的增加,试样的磨损质量损失先减小后增大,当搭接率为40%时,...     

CeO2添加量对铁基粉末冶金材料表面渗硼层组织与摩擦磨损性能的影响

在渗硼剂中添加CeO₂,采用固体粉末渗硼法对Fe-2%Cu-0.4%C铁基粉末冶金材料进行950℃×5 h渗硼处理,研究了CeO₂添加量(0,2%,4%,质量分数)对渗硼层显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同CeO₂添加量下的渗硼层均形成单一Fe₂B相;随着CeO₂添加量的增加,渗硼层的表面粗糙度增大,厚度、硬度及耐磨性能呈先增大后减小趋势;当CeO₂添加质量分数为2%时,渗硼层的厚度和硬度均最大,分别约为144μm和58.0 HRC,此时渗硼层的表面完整性相对较好,磨损量最小,约为0.008 g,耐磨性能最佳。     

添加CeO2对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO₂改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO₂的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明：CeO₂的添加对粉末烧结过程中Co₃W₃C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W₂C相的生成;CeO₂改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO₂的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO₂改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。     

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。     

添加铁元素对Cu-10Al-4Ni粉末冶金合金组织和性能的影响

以铜粉、铝粉、镍粉和铜包铁粉为原料,采用粉末冶金工艺制备含不同质量分数(0,1.6%,3.2%,4.8%,6.4%)铁元素的Cu-10Al-4Ni合金,研究了铁含量对合金显微组织和性能的影响。结果表明：未添加铁元素的合金组织由κ_Ⅲ相、α相和Al₄Cu₉相组成;当添加质量分数1.6%的铁元素后,合金中的κ_Ⅲ相增多,Al₄Cu₉相减少;当铁元素质量分数达到3.2%时,Al₄Cu₉相进一步减少,合金中析出κ_Ⅰ相和κ_Ⅱ相;随着铁含量继续增加,Al₄Cu₉相消失,κ_Ⅰ相增多,而κ_Ⅲ相开始减少。随着铁含量的增加,合金的烧结密度减小,硬度先降低后增加再降低,当铁质量分数达到3.2%时硬度最大;合金的屈服强度随铁含量增加呈波动变化,当铁质量分数达到4.8%时屈服强度最大。     

循环应变对快速凝固制备Ti49Ni51形状记忆合金组织和性能的影响

采用快速凝固技术制备Ti₄₉Ni₅₁合金棒,在10℃环境温度下对铸态合金棒进行不同循环应变（5.0%,6.0%,6.5%）下的准静态加卸载压缩试验,研究了循环应变对合金组织和性能的影响,并讨论了不同循环应变下合金的超弹性行为。结果表明：3种循环应变下试验后Ti₄₉Ni₅₁合金均由B2-TiNi基体相、Ti₃Ni₄析出相和Ti₂Ni析出相组成,随着循环应变增加,等轴状B2-TiNi相晶粒逐渐被拉长,Ti₃Ni₄相增多,晶界处部分Ti₃Ni₄相受挤压作用发生聚集,尺寸变大;3种循环应变下合金的应力-应变曲线均存在马氏体相变应力平台,5.0%循环应变下该应力平台较不明显;6.0%和6.5%循环应变下,随循环次数增加,耗散能下降而可恢复应变能密度增加,与循环应变为6.0%时相比,6.5%循环应变下的耗散能略低,而可恢复应变能密度较高;Ti₄₉     

均匀化热处理对电弧增材制造GH4169合金组织影响

采用电弧增材制造工艺成形GH4169合金,研究了不同均匀化工艺条件对沉积态GH4169合金微观组织的影响。研究结果显示：当均匀化热处理温度为1 120℃时,随着保温时间的延长,沉积态柱状晶逐渐转变为等轴晶,平均晶粒尺寸呈逐渐长大趋势,Laves相体积分数逐渐减小,在保温90 min后,平均晶粒尺寸长大至178.9μm, Laves相完全溶解;当均匀化热处理保温时间为1 h时,随着热处理温度的升高,晶粒平均尺寸逐渐长大,Laves相体积分数逐渐减小,在热处理温度为1 200℃时,Laves相体积分数降低至0.64%,平均晶粒尺寸长大至170.35μm,此时沉积态柱状晶已完全转化为等轴晶。最终确定均匀化热处理参数为：热处理温度1 120℃,保温时间90 min。     

锡添加量对铸态Mg-3Al-0.5SiO2合金显微组织和力学性能的影响

以纯镁锭、纯铝锭、纯锡锭、纳米SiO₂粉末为原料熔炼铸造Mg-3Al-0.5SiO₂-xSn(x=0,1,3,5,7,10,质量分数/%)合金，研究了锡添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着锡添加量的增加，粗大的Mg₂Si初生相逐渐转变为块状或针状相，Mg₂Sn相含量增加，当锡质量分数为5%时，Mg₂Sn相分布最均匀，尺寸最小；合金的强度和断后伸长率均随着锡添加量的增加呈先升高后降低的趋势，断裂方式先由脆性断裂向韧性断裂转变，再向脆性断裂转变；当锡质量分数为5%时，合金具有最佳的室温拉伸性能，其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为145.6 MPa, 98.7 MPa, 7.12%,断裂方式为韧性断裂。     

复合添加稀土钕和铒的AZ91D镁合金显微组织与拉伸性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子万能试验机等研究了复合添加稀土元素钕和铒的AZ91D镁合金显微组织和拉伸性能。结果表明:在AZ91D合金中复合添加稀土钕和铒,并经420℃×8h固溶处理和165℃×10h人工时效处理后,合金组织明显被细化,形成大量的颗粒状稀土化合物和沿晶界分布的析出相;当加入质量分数0.8%钕和0.4%铒时,合金晶粒尺寸最小,晶粒内弥散分布的析出相颗粒也最多,沿晶界处形成了连续网络状的析出相,此时合金的室温和高温抗拉强度都达到最高值,分别为238MPa和182MPa,比单独加入质量分数0.4%铒时分别提高了30%和21%。     

VC析出相对Fe-Mn-Si-Al相变诱导塑性钢微观组织演变及力学性能的影响

Fe-Mn-Si-Al相变诱导塑性钢因具有较低屈服强度和良好低周疲劳性能,有潜力替代现有抗震用低屈服点钢制造钢阻尼器。对试验用钢进行准静态拉伸和低周疲劳试验,并借助多种组织表征方法研究试验用钢变形前后的微观组织演变,揭示VC析出相及奥氏体晶粒尺寸对其力学性能的影响规律及作用机理。结果表明:奥氏体晶粒粗化可以促进ε马氏体生成交叉状多变体,从而在准静态拉伸过程中,提高试验用钢断后伸长率;而在低周疲劳变形过程中,交叉状多变体削弱ε马氏体相变可逆性,使其疲劳寿命降低。VC析出相有助于提高试验用钢的屈服强度和抗拉强度,但其对ε马氏体生长具有抑制作用,使断后伸长率降低。在低周疲劳变形过程中,VC析出相钉扎ε马氏体/奥氏体两相界面,抑制ε马氏体逆相变,从而使试验用钢的循环加工硬化程度显著提高,低周疲劳寿命降低。     

钽的添加对Ni-5Al和Ni-10Al合金高温抗氧化机理的影响

采用粉末冶金方法制备了添加不同质量分数(0～7%)钽的Ni-5Al和Ni-10Al镍基高温合金,通过1 100℃×100 h的高温氧化试验研究了钽的添加对这2种合金高温抗氧化机理的影响。结果表明：添加相同含量钽的Ni-10Al合金单位面积氧化质量增量高于Ni-5Al合金;钽的添加促进了Ni-5Al合金氧化膜中NiO的长大和NiTa₂O₆的生成,随着氧化过程进行,Al₂O₃和NiAl₂O₄组成的氧化层在NiO/基体界面处生成,阻碍了合金的进一步氧化;添加钽的Ni-10Al合金表面氧化膜包括外侧致密NiO氧化层以及内侧疏松的由NiO、Al₂O₃、NiAl₂O₄和NiTa₂O₆组成的氧化层,内氧化层中存在细小孔洞,该合金较差的高温抗氧化性与疏松的氧化膜以及氧化膜内缺陷和NiTa₂O₆的形成...     

晶粒尺寸对低层错能Fe-Mn-Si-Al奥氏体合金钢准静态力学性能的影响

在不同温度(700,730,800,900,1 000,1 100,1 200℃)下对低层错能Fe-29.8Mn-5.0Si-1.7Al合金钢冷轧板进行退火处理,研究了原始奥氏体晶粒尺寸对其准静态力学性能和变形过程中相变行为的影响规律。结果表明:随退火温度(高于730℃)升高,合金钢发生明显静态再结晶,晶粒尺寸增加,组织均为单一奥氏体;再结晶退火合金钢在拉伸变形过程中均发生ε马氏体相变,细晶(奥氏体晶粒尺寸小于21μm)有助于合金钢获得高屈服强度和高抗拉强度,粗晶(奥氏体晶粒尺寸大于90μm)内部形成了均匀分布且相互交截的多变体ε马氏体,有利于提高其塑性。     

Cr2O3掺杂量对SnO2压敏电阻微观结构和电气性能的影响

以SnO₂粉、CuO粉、Nb₂O₅粉、Cr₂O₃粉为原料,采用粉末冶金技术烧结制备(98.95-x)SnO₂-1CuO-0.05Nb₂O₅-xCr₂O₃(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05,物质的量分数/%)压敏电阻,研究了Cr₂O₃掺杂量对该压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明：随着Cr₂O₃掺杂量的增加,烧结试样的相对密度、收缩率、平均晶粒尺寸均先增大后减小,当Cr₂O₃物质的量分数为0.02%时相对密度和收缩率最高,Cr₂O₃物质的量分数为0.01%时晶粒尺寸最大,粒径分布最均匀;随着Cr₂O₃掺杂量增加,SnO₂     

添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS₂(质量分数0～8.0%)和CaF₂(质量分数5.0%)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0～2.0%)和CaF₂(质量分数0～2.0%)固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明：所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成,表面硬度均达到约800 HV,约为CL60钢的2倍。随着WS₂含量的增加,WS₂+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数降低,磨损质量损失先降低后基本稳定,当WS₂质量分数为6.0%时,磨损质量损失最低,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了26.7%,此时孔隙最少,磨损表面损伤轻微,磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF₂含量的降低,h-BN+CaF₂/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增,且当CaF₂     

WC添加量对等离子喷涂Mo2FeB2金属陶瓷涂层组织和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂法在Q235钢表面制备不同质量分数(0,10%,15%,20%,25%)WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层,研究了WC添加量对涂层物相组成、显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明：WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层均主要由Mo₂FeB₂、WC、W₂C、铁和铁的氧化物相组成;当WC质量分数由0增加至15%时,金属陶瓷涂层的Mo₂FeB₂和WC双硬质相数量增多,尺寸减小,分布趋于均匀,当WC质量分数超过15%时,双硬质相发生聚集,孔隙率增大,涂层致密性下降;当WC质量分数为15%时,涂层组织最均匀致密,耐腐蚀性能最好。     

基于梯度结构的Al2O3/ZrO2陶瓷刀具材料的制备及其力学性能

采用真空热压烧结方式制备了Al₂O₃/ZrO₂梯度复合陶瓷刀具材料,并对ZrO₂含量及梯度结构层厚比进行了优化。层厚比为2.0的AZE20梯度复合陶瓷刀具材料维氏硬度为(18.7±0.33) GPa,抗弯强度为(937±28.5) MPa,断裂韧性为(8.2±0.32) MPa·m^1/2,相比最佳ZrO₂含量的均质复合陶瓷刀具材料AZ20,维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别增加了22%、37.8%和43.8%。梯度结构的设计使表层形成残余压应力,晶粒得到一定程度的细化,更多的ZrO₂晶粒因残余压应力尺寸稳定在t相ZrO₂晶粒尺寸。在复合材料断口形貌中发现,其断裂方式为表层穿晶断裂和中间层沿晶断裂的结合,这种混合断裂方式使刀具整体力学性能得到提高。     

铌含量对HR3C钢在高温时效过程中显微组织演变的影响

在HR3C钢化学成分的基础上调整铌元素的质量分数分别为0.5%,0.8%和1.1%,熔炼得到3种成分钢锭,再进行热轧、1 200℃均匀化退火和固溶处理、750℃不同时间(0～2 000 h)时效处理,研究了铌含量对试验钢显微组织、晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明：增加铌含量将提高固溶态试验钢中未溶MX相的含量,减小晶粒尺寸;在750℃时效过程中,增加铌含量会促进σ相在晶界和晶内的析出和粗化,提高硬度;在时效2 000 h时铌含量对晶界析出相的尺寸和分布影响不大,但对晶内析出相的尺寸和形态有所影响,铌质量分数1.1%试验钢中晶内析出相的数量相对较少且呈条状。     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

添加TiO2对Si3N4陶瓷刀具切削性能的影响

通过气压烧结制备添加质量分数5%TiO₂的Si₃N₄陶瓷并制成刀具,研究了TiO₂对其显微组织、力学性能和切削性能的影响,并与未添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷作对比。结果表明：添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷主要由长棒状与等轴状的β-Si₃N₄晶粒组成,并伴有均匀分布的TiN相,与未添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷相比,晶粒得到细化,硬度上升而断裂韧度略有下降;在连续切削灰铸铁过程中,添加TiO₂的Si₃N₄陶瓷刀具具有更长的切削寿命（有效切削长度为2 410 m）,并且保持了刃口的完整性,切削后黏着磨损碎片较小。