激光冲击处理不锈钢及镍基合金后表面力学性能的研究

利用激光冲击强化技术分别对奥氏体不锈钢 1Cr18Ni9Ti和镍基高温合金 GH30进行了表面强化处理 ,观察了激光表面强化处理后 1Cr18Ni9Ti和 GH30显微组织与结构的变化 ,测定了1Cr18Ni9Ti和 GH30的显微硬度和残余应力 .结果表明 ,激光表面强化处理后的 1Cr18Ni9Ti和GH30冲击区微观结构中出现很高的位错密度和大量的孪晶 ,冲击区的显微硬度得到较大提高 ,冲击区表面获得了较高的残余压应力 . 1Cr18Ni9Ti冲击区还发生了形变诱发马氏体相变 .     

Ti46Al8Nb1B热循环和应力热循环的微观结构研究

金属间化合物作为新型材料由于具有耐高温、抗氧化、耐磨损等特点越来越受到材料界的青睐。本实验所研究的Ti46Al8N1B由γ-TiAl和α2-Ti3Al两相组成,对其进行热循环和外加应力热循环处理,观察由此产生的孪晶及孪晶中的位错并对孪生产生的机制进行了讨论。在无应力条件及300MPa压应力下对材料进行1600个300℃~800℃热循环。电解双喷试样并在JEM-2000FX(160kV)和JEM-2010(200kV)下进行观察。观察发现,原始样品和无应力热循环处理的样品(图a)中无形变孪生,由于γ-TiAl和α2-Ti3Al两相热膨胀系数不一样,热膨胀后γ-TiAl相内位错密度…     

Ti46A18Nb1B热循环和应力热循环的微观结构研究

金属间化合物作为新型材料由于具有耐高温，抗氧化、耐磨损等特点越来越受到材料界的青睐。本实验所研究的Ti46A18N1B由γ-TiAl和α2-Ti3Al两相组成，对其进行热循环和外加应力热循环处理，观察由此产生的孪晶及孪晶中的位错并对孪生产生的机制进行了讨论。     

聚酰胺-不锈钢激光透射焊接工艺特性

以聚酰胺(PA)和不锈钢(1Cr18Ni9Ti)搭接接头为研究对象,计算了焊接过程中界面处的热过程,并分析了其对塑料热分解行为影响,获得了优化的焊接热输入;然后通过试验验证,获得了稳定连接的PA-1Cr18Ni9Ti接头,并对PA-1Cr18Ni9Ti界面的连接机制进行研究。结果表明:焊接过程中聚酰胺的热分解与时间、升温速率有关;当激光焊接热输入为77.8 J·mm~(-1)(激光功率700 W,焊接速度9 mm·s~(-1),离焦量70 mm)时,可保证PA-1Cr18Ni9Ti界面处的聚酰胺在充分熔化、铺展的同时,减少热分解,同时可避免聚酰胺的烧蚀和碳化;PA-1Cr18Ni9Ti界面能够形成Cr—O—C化学键,有利于提高两者的结合强度。     

Fe—Al—Mn双相钢淬火相变特征的透射电子显微镜观察

用金属薄膜透射电子显微镜方法,对“Fe—Al—Mn”双相钢的淬火相变特征进行了研究,结合X—射线及电子探针分析结果发现:试验钢在1000～1150℃淬火时,δ—铁素体发生脱溶分解,形成δ—铁素体和Fe_3Al有序相组织。在1150～1250℃温度范围内淬火时,δ—铁素体向γ—奥氏体转变。作为淬火相变产物的奥氏体有两种类型,一类是片状(孪晶)奥氏体,一类是板条状(位错)奥氏体。这些奥氏体与母相δ—铁素体之间大都有“ K—S”位相关系;淬火过程中还发生调幅结构及基体铁素体和相变产物奥氏体有序化等现象。     

热循环对通孔插装SnCuTi焊点导电性能的影响

研究了热循环条件下无铅钎料Sn-0.7Cu-0.008Ti/Cu基板形成的通孔插装焊点的导通电阻的变化规律。结果表明:随着热循环次数的增加,焊点电阻增加,高温时的电阻大于低温时的电阻;在相同热循环条件下,随着通孔间隙的增加,焊点电阻降低。热循环过程中焊点电阻增加的原因是由于焊点出现裂纹所致。当热循环次数达到1 000次时,焊点的电阻增加仍不明显,表明通孔插装的Sn-0.7Cu-0.008Ti/Cu焊点有较高的导电可靠性。     

1Cr18Ni9Ti激光相变硬化层组织及性能

为了探讨1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的变化,采用激光相变硬化处理的方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、恒电位仪等研究了激光相变硬化层的组织及性能。进行了理论分析和实验验证,取得了激光相变硬化层的硬度、耐磨性、耐蚀性数据。结果表明,激光相变硬化层主要由奥氏体、马氏体、Fe-(Cr,Ni)以及Fe等组成。随着激光功率的增大,平均显微硬度先增加后减小,在功率为750W时,平均显微硬度达最大值,为223.5HK;在功率为550W时,耐磨性最好,磨损率为基体的56%。激光相变硬化处理后耐蚀性增强;最小的维钝电流密度是基体的33%,最大的钝化稳定区长度是基体的7倍。这一结果对研究1Cr18Ni9Ti不锈钢组织及性能的转变是有帮助的。     

掺杂氧化钒薄膜的制备及其热光特性

以石英片为基底材料,采用直流/射频磁控共溅射方法制备了掺Al和掺Ti的氧化钒薄膜,重点探索了用这种方法制备掺杂氧化钒薄膜的工艺条件,对所制备的氧化钒薄膜进行了热光性能测试,并利用能带理论对测试结果进行分析.实验及测试结果表明,在氧化钒薄膜中掺入Ti杂质与掺入Al杂质相比,对薄膜的热光性质的改变所起的作用更为明显.增大Ti杂质的含量对薄膜的电阻-温度特性、相变温度,以及相变滞豫区的改善比较明显,但提高了薄膜的相变温度,而掺Al引起的变化规律与此相反.     

铜焊盘与锡合金焊点界面物相分析及可靠性探讨

Sn60Pb40焊料与铜焊盘的焊接界面中金属间化合物Cu6Sn5的形成与长大以及在热循环过程中的组织粗化是影响焊点可靠性的重要因素。作者根据SMT工艺的实际情况，使用Au—Sn共晶焊料、Sn60Pb40焊料分别涂覆在铜合金基板表面，并分别在320℃、240℃下保温1min，冷却形成焊点，利用X射线研究分析了两种不同焊盘基材与Sn60Pb40钎料、Au—Sn共晶钎料的钎焊界面的物相。运用经典相变理论、低周疲劳失效的机理以及“柯肯达尔”效应，就优异焊点的形成、物相产生、温度循环后组织粗化与增加Ni阻挡层，对提高焊接接点的温度循环可靠性的作用进行了分析与探讨。     

电气和电子工程用材料科学

TG1112006030109钢铁材料中刃位错与溶质原子的交互作用/张国英,刘春明,张辉,赵子夫(东北大学材料与冶金学院)//东北大学学报(自然科学版).―2005,26(10).―972～974.通过计算机编程建立了钢铁中铁素体相中的1/2[111]刃位错的原子结构模型,用实空间的连分数方法计算了碳、氮及合金元素在完整晶体及位错区引起的总结构能和环境敏感镶嵌能,讨论了碳、氮及合金元素在位错区的偏聚及交互作用。计算结果表明:轻杂质C,N易偏聚于位错芯处;强、中碳化物形成元素(Ti,V,Nb,CT)易偏聚于刃位错线上,非碳化物形成元素Ni偏聚于位错线下方的弹性扩张区;…     

Al67Mn8Ti25合金室温变形位错分解

在各种有希望的金属间化合物中,Al_3Ti以其比重最小(3.4g/cm~3)、抗氧化极好而引人注目,但其有序四方的DO_(22)结构室温极脆,经过Fe、Ni、Mn、Cr等元素合金化后,DO_(22)结构被转化为有序立方的LI_2结构,LI_2结构的Al_3Ti基合金呈现出一定的塑性,但与典型的LI_2结构合金Ni_3Al相比,塑性相距甚远,因此决定其变形行为的位错组态研究引起了人们的广泛兴趣。早期的TEM位错观察认为:室温下,在这类合金中a〈110〉型超位错是不分解的。后来用弱束技术研究发现:a〈110〉型超位错是分解的,其宽度很窄,仅为几十(A|°),但其分解方式各作者分析的结果却不一样,主要有如下两种方式:     

应力作用下Ti2448合金单晶微观结构演变的透射电子显微学研究CSCD

利用透射电镜原位拉伸技术研究了Ti2448单晶合金微观结构的演变,观察到应力诱发β→α″马氏体相变与应力诱发β→ω相变。严重塑性变形后裂纹附近α″马氏体相晶粒尺寸为几～几十纳米,弥散地分布在β基体上。在应力加载状态下应力诱发的ω相呈现几个纳米大小的两个变体。原位塑性变形过程中观察到的纳米尺度moiré条纹区域是由均匀形核的位错所形成。     

重金属杂质对SIMOX片的沾污研究

对国内外几种SIMOX硅薄样品进行位错密度测量,再用紫外光致荧光法（UVF）对其在集成电路工艺流片前后的Fe,Cu,Ni,Mo等重离子沾污作对比测定,结合SIMOX／MOS管的漏电行性,作为简要的机理分析,结果表明,重离子沾污不但在形成SIMOX结构时产生,在集成电路工艺流片过程中也会发生,并明显影响MOSFET的性能,重金属杂质的沾污程序与SIMOX材料的位错密度密切相关,位错密度可能是沾污重金属原子的吸收中心。要降低重金属杂质的沾污首先必须降低SIMOX材料的位错密度。     

K418合金激光熔覆Ni-Cr-Ti-Al涂层的组织研究

采用机械球磨法获得混合均匀的Ni-Cr-Ti-Al熔覆材料;并利用CO2激光器在K418镍基高温合金表面制备了不同化学成分的Ni-Cr-Ti-Al涂层;采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等手段探讨了不同成分涂层与基体合金的结合情况。分析比较了Ni,Ti和Al含量对熔覆涂层的组织特征的影响。结果表明,在熔覆过程中,Ti,Al合金元素与Ni相互作用将形成Ni2TiAl,Ni3(Al,Ti),Ni3Ti和NiAl金属间化合物相;Ni-Cr-Ti-Al熔覆涂层以Ni3(Al,Ti)相形成的枝晶组织为主,Ni2TiAl,Ni3Ti及NiAl相分布在Ni3(Al,Ti)枝晶间;其中,Ni66.11Cr7.35Ti14.39Al12.15熔覆涂层形成了TiAl合金与K418合金之间成分和性能的良好过渡,为实现TiAl合金/K418合金异种合金间的扩散连接提供了良好的组织基础。     

位错对薄硅片激光弯曲过程的影响

基于开展的薄硅片长脉冲激光弯曲成形实验,针对弯曲样品表面产生的滑移线和堆垛层错缺陷,结合实验所用规格硅片弯曲角度不超过35°的现象,运用位错理论分析在弯曲过程中硅晶体产生位错、层错现象的原因以及位错对激光弯曲成形的影响。说明了滑移线主要是位错堆积产生滑移的表现形式,而堆垛层错是位错相互叠加产生的不全位错导致的结果;提出薄硅片弯曲成形受到位错浓度和位错移动速度变化的影响。     

双光子激光和吸收型光学双稳态的非平衡态相变的动力学性质

本文在不引进朗道的热力学势形式下,就双光子激光和吸收型光学双稳态两个物理问题,讨论其相变的动力学性质,计算其临界指数,分析了这两个问题的一级相变特点和相变点的性质。与此同时也讨论了临界波动,分析了耗散和涨落在相变过程中的作用。结论是用从无序到有序的相变概念描述,通过非线性分析比用Fokker-Planck方程更能看清这类问题的非平衡态相变的动力学特点。     

异质外延碲镉汞薄膜的位错抑制技术

本文简述了MBE异质外延碲镉汞薄膜位错形成机理、位错在外延层中的演化过程以及位错抑制理论,总结了国内外CdTe缓冲层的位错抑制技术、HgCdTe薄膜的位错抑制技术,分析了热循环退火技术各个要素与位错密度变化之间的关系。     

激光选区熔化Ti-1023合金微观组织及力学性能研究

采用真空电弧熔炼（VAM）和激光选区熔化（SLM）技术制备了Ti-1023合金试样，并对其组织性能进行了测试分析。结果表明：SLM快速冷却条件抑制了β→α的相变过程，形成了全β相组织，而VAM试样由α+β双相组织构成。虽然SLM样品缺少高硬度α相，但快速冷却条件带来的高密度位错阻碍了位错运动，使得其屈服强度与VAM试样相近。α/β相界面会阻碍位错滑移，从而导致塑性降低，而SLM试样全β相组织可避免α/β界面的产生，并在变形中产生了应力诱导马氏体相变，使得断裂延伸率提升至VAM试样的5倍以上。     

激光工业应用

２００２０６０３２８激光相变硬化可视化分析犤中犦／谢琼，许振鄂∥光电子·激光．—２００１，１２（５）．－４９５～４９９２００２０６０３２９ICr１８Ni９Ti不锈钢激光快速熔凝处理与表面合金化犤中犦／张友寿，王巍∥光电子·激光．—２００１，１３（１）．－７２～７４，７９２００２０６０３３０激光直接制版版材犤中犦／张存林，曹胜利．．．∥光电子·激光．—２００２，１３（３）．－２６１～２６３２００２０６０３３１石油化学阀门激光熔覆层凝固组织控制的研究犤中犦／王新林，郑启光∥光电子·激光．—２００２，１３…     

金属粉末的直接选区激光烧结温度场数值模拟

金属粉末的直接选区激光烧结(DMLS)过程中存在着相变潜热,在考虑相变潜热的作用下,基于金属粉末烧结成形建立了一种三维的瞬态有限元模型,该模型还考虑了随温度变化而变化的热传导、自然对流和辐射的影响。采用ANSYS参数化设计语言处理移动热源,用焓处理相变潜热的影响。以25号钢粉末为烧结材料进行了数值模拟,模拟结果表明：激光烧结过程中,在光斑中心的前端存在着极大的温度梯度;光斑中心的温度高于金属粉末的熔点,烧结过程中存在液相。