CeO2/Cr3C2对WC-Co-Ni基硬质合金电化学腐蚀行为的影响

为了探讨WC-Co-Ni基合金腐蚀性能提升路径,采用相同基础原材料,制备WC-6Co-6Ni、WC-6Co-6Ni-1.0Cr₃C₂、WC-6Co-6Ni-1.0CeO₂和WC-12Co-1.0CeO₂等4种合金。分别在NaOH(pH=13)、Na₂SO₄(pH=7)和H₂SO₄(pH=1)等3种腐蚀介质中对4种合金进行电化学阻抗谱和动电位极化曲线测试。结果表明,腐蚀介质对合金耐腐蚀性能及其腐蚀机理具有重大影响,合金添加剂Cr₃C₂和Ni能够提升WC-Co-Ni基硬质合金在Na₂SO₄中性介质中的耐腐蚀性能,而在WC-6Co-6Ni合金中添加1.0%Cr₃C₂会降低合金在NaOH介质中耐腐蚀性能;WC晶粒相对细小的WC-12Co-1.0CeO₂合金在NaOH介质...     

Co和Cr3C2对硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了三种不同Co和Cr3C2含量的硬质合金材料。在常温下分别测量了材料的晶粒度、硬度和抗弯强度,并通过SEM照片等对材料的金相显微组织、断口形貌进行分析。结果表明:硬质合金中粘结相Co含量增多,其硬度下降,抗弯强度升高;微量碳化物Cr3C2在硬质合金中起到细化晶粒的作用,在高钴硬质合金中添加微量碳化物Cr3C2,能使材料具有高硬度、高抗弯强度的良好综合性能。     

Cr3C2/CrN复合添加剂对非均匀结构硬质合金性能的影响

本文以粗、中、纳米颗粒WC为原料,采用粉末冶金方法制备了不同Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量的WC-10%Co非均匀结构硬质合金,并研究了Cr₃C₂/CrN复合添加剂对硬质合金微观组织结构和性能的影响。结果表明：随着Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量增加,WC晶粒被抑制效果越显著,合金硬度呈递增趋势,抗弯强度则先增加后减小。当Cr₃C₂/CrN复合添加剂含量为1%时,合金综合性能最佳,维氏硬度达到1270HV3,抗弯强度达到2880MPa。复合添加剂增强作用机理主要是因为复合添加剂溶解在液相Co中,降低了WC在Co相中的溶解度,减缓WC溶解-析出过程,抑制了WC晶粒聚晶和异常长大现象,并起到固溶强化和弥散强化的作用,有效提升了合金综合性能。     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

Cr3C2含量对热压烧结WC基硬质合金材料微观组织和力学性能的影响

为了研制高强度高硬度的硬质合金刀具材料,本文采用真空热压烧结技术制备Cr₃C₂含量不同的WC基硬质合金。通过XRD、SEM、EDS等分析手段研究其物相组成及微观形貌,探究Cr₃C₂含量对WC基硬质合金力学性能和微观组织的影响规律。结果表明：在WC-Co硬质合金中添加适量Cr₃C₂可有效抑制WC晶粒异常长大,提高晶粒均匀度,减少微观组织缺陷,进而改善其综合力学性能。随Cr₃C₂含量增加,合金的硬度和抗弯强度先升高后降低,断裂韧性先降低后升高。当Cr₃C₂的质量分数为0.4%时,WC基硬质合金综合力学性能最佳,硬度(HV)达到20.97 GPa,抗弯强度为1 584 MPa,断裂韧性为10.92 MPa·m^1/2,其中硬度大幅提高对于硬质合金材料用作切削刀具具有重要意义。     

热爆合成TiC/Ni3Al金属间化合物基复合材料的研究

采用热爆合成技术制备TiC/Ni3Al复合材料,通过DSC,XRD,SEM等分析手段对Ti-C-3Ni-Al体系热爆反应过程及复合材料进行了研究。结果表明:Ni,Al在反应生成Ni3Al的同时引发了Ti和C之间生成TiC的反应,形成了纯净的TiC/Ni3Al复合产物,Ti-C-3Ni-Al体系的反应温度与TiC含量无关。热爆产物的微观组织形貌跟体系成分及热爆温度有关,TiC含量愈高,TiC颗粒粒度愈大,热爆产物中微观孔隙愈少;TiC颗粒的粒度随热爆温度的升高而增大,形状从近球形发育成多边形。热爆产物的致密度随着TiC含量增加及热爆温度的升高均表现出先增加后减小的变化趋势。当TiC含量为35%左右,热爆温度为750℃左右时,产物致密度最高。不同成分复合材料的显微硬度不同,TiC含量增加,复合材料显微硬度显著提高。     

Ni3Al基合金激光熔覆组织特征与耐磨性能

利用Ni3Al/25%Cr₃C₂混合粉末和激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni₃Al基合金熔覆层,研究了熔覆层组织特征与耐磨性能。结果表明,Ni₃Al基合金熔覆层组织主要为Ni₃Al、NiAl和原位自生M₇C₃型碳化物。熔覆层显微硬度为599.6 HV0.1,约为45钢基板平均显微硬度的2.73倍。由于细小M₇C₃弥散分布于熔覆层中,Ni₃Al基合金熔覆层具有良好的磨损性能。熔覆层磨损机制为磨粒磨损,摩擦因数约为0.55,磨损率为1.12×10^-5mm³/N·m,约为蠕墨铸铁磨损率的28.6%。     

超音速喷涂Cr3C2-25NiCr复合涂层的组织及电化学特性研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在Q235钢表面制备了Cr3C2-25NiCr金属陶瓷涂层,对涂层的显微形貌、组织成分和机械性能进行了研究,结果表明:HVOF制备出的金属陶瓷涂层主要由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,涂层致密、硬度高,与基材的结合强度好。实验还测试了涂层和基材在0.5%H2SO4溶液中的腐蚀、电化学行为,阳极极化曲线测试结果显示出涂层在0.5%H2SO4溶液中具有很好的耐蚀性,通过SEM及所配能谱对基材和涂层腐蚀产物形貌和成分进行分析,发现涂层腐蚀主要发生粘结相NiCr合金处,而Ni、Cr氧化物阻止了腐蚀进一步发生,96h浸泡实验也证实了致密的金属陶瓷涂层对基材有很好的抗腐蚀保护作用。     

多孔Ni3Al金属间化合物的高温氧化行为

研究分段反应烧结多孔Ni3Al金属间化合物在500~900℃空气中的氧化行为。结果表明,氧化温度越高,多孔Ni3Al的氧化质量增加越大;氧化温度为500℃时,氧化质量增加动力学行为符合抛物线规律,当氧化温度为700℃和900℃时,整个氧化过程分为氧化初期质量快速增加阶段和后期缓慢增加的平台阶段。多孔Ni3Al的高温氧化行为在外表面和孔隙内部同时发生,孔隙率高的样品氧化质量增加大。当氧化温度为700℃和900℃时,氧化主要发生在开孔的孔口附近,生成的氧化物可快速将样品表层的小孔封闭,阻止孔内的继续氧化。     

Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al₂O₃/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y₂O₃、La₂O₃稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al₂O₃/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.      

Cr3 C2含量对Cr3 C2/Ni3 Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用热等静压法制备Ni₃Al合金和Cr₃C₂含量不同的Ni₃Al基复合耐磨材料,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,系统地研究Cr₃C₂含量对材料组织特征、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明:Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料中,Cr₃C₂颗粒与Ni₃Al颗粒之间发生互扩散作用,使部分Cr₃C₂颗粒转变为M₇C₃（M=Cr,Fe,Ni）结构;在特定的摩擦磨损条件下,随着Ni₃Al基体中Cr₃C₂比例增大,Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料的耐磨性能显著提高,达到了Ni₃Al合金耐磨性能的4~10倍.此外,随着Ni₃Al基体中Cr₃C₂比例的增大,Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料对对磨盘的切削、刮擦作用减弱,对磨盘的磨损量减少.      

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

非当量成分Ni3Al基合金的有序─无序转变

利用建立在EAM(Embedded Atom Method)势基础上的等效原子模型,计算了模拟非当量成分的Ni₃Al基合金结构稳定性与长程有序(LRO)度的关系,结果说明:非当量成分下,Ni₃Al基合金有序无序转变温度随Al含量的增加而上升;其有序无序转变为形核长大的非均匀转变过程,理论上不存在稳定的均匀部分有序结构;其介稳的部分状态组织为完全有序区和完全无序区的混合组织.该结果能解释实验中所观察到的Ni₃Al基合金有序无序转变。     

The role of boron in ductilizing Ni3Al

Ductilization of Ni₃Al at room temperature by microalloying with boron has been primarily attributed to the increased grain boundary cohesion in the presence of boron.¹ However, another aspect of the role played by boron in ductilizing Ni₃Al is revealed when the Hall-Petch relationships for Ni₃Al and B-doped Ni³Al are compared. A shallower slope for the B-doped Ni³Al compared to that for Ni³Al indicates a reduced resistance to slip propagation across grain boundaries, and therefore reduced stress concentration at boundaries, in the presence of boron. This comparison of Hall-Petch relationships was carried out by generating data for powder processed B-doped Ni³Al at various grain sizes and by compiling data for Ni₃Al from the literature. In addition, the room temperature fracture of B-doped Ni₃Al has been shown to initiate along certain grain boundaries. The fracture eventually occurs by transgranular ductile tearing.     

添加剂对WC-Co合金组织和性能的影响

研究了合金元素TaC、Cr₃C₂及Mo对WC-Co硬质合金的组织和性能影响。实验结果表明,加入一定量的添加剂可以改善合金性能。对其机理也进行了讨论。     

The vaporization kinetics of Ni3S2

The vaporization of N1₃S₂ was investigated at high temperatures by a lévitation technique. Vaporization was controlled by a mass transfer process within a gas boundary layer around the NI₃S₂ droplet. The vaporizedS ₂ (g) and Ni(g') recombine within the gas bound-ary layer, and this recombination along with the condensation of Ni(g) was found to en-hance the vaporization rate. A model has been developed to account for the experi-mentally-obtained mass transfer coefficients. Y. FUKUNAKA, formerly Research Associate, Department of Metallurgy and Materials Science, University of Toronto.     

原位自生 (Cr,Fe)7C3/Fe3Al复合材料组织结构及物相组成的研究

本文通过真空雾化方法制备原位自生(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al粉末,采用显微硬度,SEM,TEM,XRD等分析方法对制品的成分,表面形貌,物相组成,及硬度等进行初步分析。研究结果表明,(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al粉末硬度较Fe3Al粉末有明显提高,同时急速冷却状态下,Fe_3Al粉末与(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al粉末中基体相皆由DO_3型有序相Fe_3Al组成,Cr以固溶方式存在于基体中。(Cr,Fe)_7C_3以类珠光体团簇状均匀弥散分布在基体之中,碳化物保持Cr_7C_3点阵类型,Fe原子固溶在其中。     

Cr2AlC含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用冷压-烧结方法制备了含质量分数0%、5%、10%、15%Cr₂AlC的铜基复合材料, 利用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪观察并分析复合材料微观组织和微区成分, 使用HVS-1000型显微硬度计和M-2000型摩擦磨损试验机测试复合材料的硬度和摩擦磨损性能, 分析Cr₂AlC质量分数对复合材料硬度、摩擦性能和磨损机理的影响。结果表明:含Cr₂AlC铜基复合材料的相对密度为0.8, Cr₂AlC均匀分布在铜基体上, 有效提高了复合材料的硬度; 随Cr₂AlC质量分数增加, 复合材料摩擦系数先升高后降低, 磨损量先降低后回升, 当Cr₂AlC质量分数为10%时, 复合材料的摩擦系数最大, 磨损量最低, 耐磨性能最佳; 未添加Cr₂AlC的纯铜材料磨损机理以黏滑为主, 含Cr₂AlC铜基复合材料的磨损机理是犁削磨损、剥层磨损和氧化磨损三者的结合。