纯铁表面机械研磨组织中的特殊扩散行为研究

选取纯铁为研究对象在其表面进行机械研磨处理(SMAT),利用研磨处理后试样表面具有的大量晶界在低温下进行Al元素的扩渗.对扩渗处理前后的试样表面采用扫描电子显微镜(SEM)进行金相组织观察,采用X射线衍射(XRD)进行微观组织结构分析,并进行中低温氧化动力学规律的表征.结果表明,研磨处理可以使纯铁表面组织纳米化,从而实现低温下Al元素的有效渗入,使纯铁的抗氧化性能显著提高.     

纯铜表面机械研磨辅助制备镍合金层

以纯铜为研究对象,通过添加镍粉进行表面机械研磨(SMAT)处理。用光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对SMAT处理后样品的组织及成分变化进行分析。采用X射线能量色散谱分析方法(EDS)分析Ni元素在合金层中的分布与含量。结果表明,纯铜表面出现了明显的分层现象,同时铜镍发生互扩散有铜镍合金形成。处理120 min后形成厚度为35μm铜镍合金层,而240 min厚度则达到55μm,并且合金层与基体变形层结合紧密。由于弹丸的冲击产生应力应变和大量储存能,使得原子的跳动频率增加同时降低了扩散激活能,实现铜镍在较低温度下快速互扩散。     

纯镁表面真空扩散渗铝层的组织和性能

采用真空扩散渗铝的方法,在445 ℃对纯镁进行了表面合金化改性处理.采用金相显微镜、XRD、EDS和显微硬度测试等方法对渗层进行了组织结构和显微硬度分析.结果表明,经表面合金化处理,在纯镁表面获得了均匀致密的渗铝层,渗层中有大量的金属间化合物β-Mg17Al12生成,渗层与基体之间为冶金结合,材料表层的显微硬度有很大提高.     

纯铜表面纳米化对镍扩散的影响

利用表面机械研磨处理(SMAT)在纯铜表面制备出纳米结构表层,并对其表面进行了电镀镍处理,采用扫描电子显微镜分析了镍原子在纳米晶铜中的扩散行为.结果表明:表面纳米晶层内存在有大量非平衡态缺陷和晶界,尤其是三叉晶界数量增加,降低了镍原子扩散的激活能,提高了其扩散系数,从而加快了镍原子的扩散.     

镁合金上的纯镁表面涂层

镁及其合金的主要缺点是它的耐蚀性能低，镁的标准电位是金属工程材料中最低的。镁的耐蚀性能是因重金属杂质Fe、Ni、Cu的添加而恶化。为提高镁合金的耐蚀性，采取了如电镀、阳极化处理和化学转变等表面改性技术。但是，当再次回收时，电镀层的镍、铜等严重影响镁的耐蚀性能。而阳极化处理和化学处理用的铬氧化物因为有毒而限制其使用。日本姬路技术学院的学者通过在镁合金表面沉淀纯镁涂层以提高其耐蚀性能。 实验过程 加热炉由5个可分别控制温度的加热段组成，加热区内径为φ30mm×900mm不锈钢管。在不同温度下蒸汽压的变化和不同元素…     

纯镁扩散连接的实验研究

为减轻汽车部件的质量 ,对镁的研究越来越多。镁制汽车部件有很多优势。其一能显著地减轻汽车质量 ;其二阻尼性能、机械加工性能和尺寸稳定性好、铸造成本低。由于这些特性其取代了许多锌铝压铸件和钢铁铸件。虽然有上述优势 ,但由于Mg是密排六方结构 ,故显示出低的塑性。近年来 ,对镁基材料的制备主要是在冷室或热中压铸 ,或半固态 (触变 )成形。最近 ,用铸造和变形结合方法有望生产结构部件。对于汽车中的结构部件 ,所用材料应具有足够的塑性和比强度。因为变形镁合金通常具有高的强度和良好的塑性 ,所以开发变形镁合金以及变形镁合金的…     

纯Fe在Cr粉末中经表面机械研磨处理后的组织与性能

在含有Cr粉末的容器中对Fe进行表面机械研磨处理(SMAT),得到具有一定厚度的纳米晶表层。结果表明,在纳米表层高的扩散性能和高应变速率的剧烈塑性变形条件下,Cr元素被压入和扩散入Fe纳米晶表层。在随后不同温度的退火处理中,Cr元素在纳米表层中进一步扩散和均匀化,在细晶强化和加工硬化作用消失后仍导致退火后Fe表层力学性能的提高。在粉末介质中进行表面机械研磨处理能方便和有效地实现材料的表面改性,应对其应用加以关注。     

表面机械研磨处理制备纳米晶Ni表层的磁性能研究

通过表面机械研磨处理(SMAT)在镍样品表面形成一层纳米品表层,组织和成分分析表明不锈钢球上的Fe、Cr等元素在研磨处理过程中能扩散和渗入Ni样品表层,Fe、Cr等元素在升温过程中能进一步扩散和均匀化,并能与Ni元素结合成新合金.新合金的形成导致Ni表层磁性能发生变化.研究表明:经SMAT制备的纳米晶M表层的居里温度可达600℃以上,远高于粗晶纯Ni的354.3℃,显示了SMAT不仅是一种表面纳米化工艺,而且是一种有效的表面改性工艺.     

机械研磨对电沉积镍镀层晶粒生长过程的影响

在Watt镀液中加入玻璃球,玻璃球以不同频率垂直撞击试样表面形成机械研磨.考察了震荡频率和球直径对镍镀层晶粒细化的影响以及机械研磨对晶粒生长的影响.SEM表面观察表明,机械研磨改变了镀层晶粒的生长方式,使镀层晶粒明显细化,镀层表面光滑.在电沉积过程中施加机械研磨,玻璃球的撞击会在镀层表面产生宏观和微观缺陷,增加形核中心,提高形核速率;玻璃球撞击晶粒尖端,使得镀层表面变得平整,有利于电力线均匀分布,促进形核,避免了晶粒不均匀长大.     

表面机械研磨处理中的扩散现象及其对纳米晶Fe-30wt%Ni合金磁性能的影响

应用表面机械研磨处理(SMAT)工艺在Fe-30 wt%Ni合金上制备出纳米晶表层,同时伴随形成了应变诱发马氏体.通过对表层形貌和成分的表征,发现在SMAT过程中钢球的Fe、Cr元素扩散入Fe-30 wt%Ni合金样品的表层,从而导致了表层成分的变化.这种成分的差异使纳米晶Fe-30 wt%Ni合金的磁性能不同于原始合金,如室温饱和磁化强度(Ms)降低和居里温度(Tc)升高.     

表面机械研磨处理制备纳米晶Ni的晶粒生长动力学

利用表面机械研磨处理(SMAT)技术在纯Ni上制备一定厚度的纳米晶表层,利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了纳米晶Ni的晶粒生长动力学,计算了描述晶粒生长动力学的时间指数n和晶粒生长激活能Q.研究表明,纳米晶Ni在423～723 K退火时的时间指数n约为0.14.当纳米晶Ni在423 ～523 K退火时,其晶粒生长激活能Q为32.1 kJ/mol,表明在这一温度区间内晶粒生长由晶界和亚晶界的微结构重新排列所控制;当纳米晶Ni在523～723 K退火时,晶粒生长激活能Q为121.3 kJ/mol,表明在这一温度区间内晶粒生长由晶界扩散所控制.TEM观察表明纳米晶Ni在较高温度下退火时出现异常的晶粒长大现象.     

镍在低碳钢表面的扩散机理与规律

采用水溶液电沉积+高温固态扩散法成功制备了镍/低碳钢表面复合材料,研究了镍在低碳钢表面的扩散机理,利用Den Broeder法得到了不同温度下镍在低碳钢中的扩散规律。结果表明,高温固态扩散退火处理实现了镍沉积层与低碳钢的冶金结合,镍原子主要沿低碳钢晶界进行扩散,其扩散抑制了晶粒的长大。碳、硅、锰、硫、磷原子对镍原子的扩散影响较小。镍原子在低碳钢表面的固态扩散规律为D_Ni=-3.53×10^-21T⁴+1.75×10^-17T³-3.22×10^-14T²+2.60×10^-11T-7.81×10^-9。在973～1373 K温度区间固态扩散时,随着温度的升高,镍原子的平均互扩散系数呈现先上升后下降再上升的趋势;晶体结构对于镍原子的扩散影响较大,镍原子在体心立方晶体结构中的扩散速度明显大于在面心立方晶体结构中的扩散速度。     

表面机械研磨处理对H13钢离子渗氮行为的影响

采用SEM、TEM和显微硬度计等研究了H13钢表面经机械研磨处理后520℃离子渗氮行为.结果表明,经过机械研磨(SMA)处理后H13钢表层形成了一定厚度的变形层,该变形层的晶粒尺寸10～20 nm,表面硬度约800 HV0.2.在直流脉冲渗氮炉中经520℃离子渗氮5 h后,未SMA处理和经SMA处理后的渗氮层厚度分别为65 μm和115 μm,表明机械研磨处理对H13钢离子渗氮具有明显的催渗作用.     

纯镁表面注入钛离子研究

采用离子注入法在纯镁表面注入Ti离子。用XRD和EDS对镀层进行分析。结果表明。Ti离子的注入深度为1．5μm左右，注入层由MgO、TiO2、TiO等氧化物组成，硬度提高。     

表面改性纯镁的细胞毒性和溶血率

介绍了处理前后纯镁细胞毒性和溶血率试验的结果。试验结果表明,小鼠骨髓细胞与纯镁试样直接接触的细胞毒性实验中,纯镁没有对小鼠骨髓细胞的增殖产生明显的毒副作用;但未处理的纯镁试样出现了严重的溶血现象。经过热-有机表面改性后,纯镁试样的溶血率在生物材料允许的<5%的范围之内。本阶段试验提示,经表面改性后的纯镁可望用作生物材料。     

铝在纳米纯铁中的低温扩散行为

通过表面机械研磨处理（SMAT）技术在纯Fe上制备纳米结构表层。利用X射线衍射（XRD）表征其平均晶粒尺度,使用氢脆技术表征样品表面机械研磨层的微观组织结构,用二次离子质谱仪（SIMS）测量Al在SMAT纯铁纳米结构表层中的扩散性能。结果表明,经过SMAT处理纯Fe表层形成平均尺寸约为31nm的组织。在300-380℃范围内Al在SMAT制备纳米晶Fe中的扩散系数比Al在粗晶纯Fe中扩散系数高6-7个量级。扩散激活能为134kJ/mol,低于传统扩散激活能。扩散性能的提高源于其中具有大量高位错密度的非平衡晶界。     

纯镍表面结焦形貌及其影响因素研究

系统研究了丙烯裂解过程中纯镍表面的结焦形貌及其影响因素,结果表明,纯镍表面的沉积焦炭有三种形貌,分别为纤维状、颗粒状和膜状、。纤维状焦炭在800℃左右形成,需要基底金属镍的参与,预氧化后的镍表面显著加剧这种焦炭的沉积,提高结焦温度或延长结焦时间,结焦机制发生转变,焦炭形貌也逐渐转变为颗粒状。颗粒状焦炭形成于气相反应,与基底金属镍无关,膜状焦炭形成于结焦切期,溶解．析出机制及表面直接形核、生长机制均对其形有贡献,抑制纤维状焦炭的形成有益于减轻镍表面总的结焦程度。     

用镍机械研磨的ZrCrNi合金及其活化行为

韩国汉阳大学冶金工程系 Ｃ． Ｂ． Ｊｕｎｇ、Ｊ．Ｈ．Ｋｉｍ和Ｋ．Ｓ．Ｌｃｅ最近共同发表文章指出,人们已经广泛地研究 ＡＢ、ＡＢ_２和 ＡＢ_５型储氢合金;在这些类型的合金中,ＡＢ２型的Ｌａｖｅｓ相合金是一种对于氢能用途来说很有前途的材料,原因是不仅其储氢能力比较高,而且循环寿命也比较长． 值得注意的是,这些韩国人是采用纯净的镍粉进行机械研磨的方法改善了ＺｒＣｒＮｉ合金的电解活性和活化行为．研究结果显示,机械合金化（ＭＡ）或者机械研磨（ＭＭ）是生产具有控制显微组织的金属粉末复合材料的有效途径,其基本过程…     

表面机械研磨对304不锈钢渗氮组织性能的影响

对304不锈钢表面进行表面机械研磨处理(SMAT),再进行不同温度下的低温等离子渗氮。利用光学显微镜、XRD、SEM和EDS,分析渗氮层的物相、显微组织和元素;采用显微硬度计检测渗氮后硬度的变化;采用电化学工作站测试渗氮后试样的腐蚀性能。结果表明,经过1800 s的表面机械研磨处理,材料的渗氮组织性能达到最好,样品表面生成一层晶粒细化层,可以明显促进304不锈钢的低温渗氮。1800 s的表面机械研磨处理后,在350℃下进行渗氮,可以获得一层厚度约3μm的渗氮层,其硬度高达925 HV0.05。和未处理的试样对比,自腐蚀电位升高了0.2 V,自腐蚀电流降低了4.22×10-4A·cm-2。