固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金强流脉冲电子束表面改性

利用强流脉冲电子束(HCPEB)对固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金进行表面辐照处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对辐照前后样品的微观结构进行表征,并考察了HCPEB辐照处理后样品表面的显微硬度和腐蚀性能。实验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生重熔并形成表面熔坑,随着脉冲次数的增加,熔坑密度逐渐减小;HCPEB处理后样品表面显微硬度显著提高。此外,电化学实验结果表明HCPEB表面处理后Mg-Gd-Y-Nd合金表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。表层晶粒细化、重熔层的形成和稀土元素的固溶强化效应是硬度提高和腐蚀性能改善的主要原因。     

强流脉冲电子束轰击作用下3Cr13不锈钢的微观结构及性能

利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对3Cr13马氏体不锈钢进行表面辐照处理,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对辐照前后样品的微观结构进行详细的表征,并考查了HCPEB辐照处理后样品表面的力学性能和腐蚀性能。试验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生熔化,形成了深度约为4μm的表面重熔层,重熔层由奥氏体纳米晶和分布于交叉晶界的细小碳化物颗粒组成。处理后样品表面硬度显著提高。此外,电化学试验结果表明HCPEB辐照处理后3Cr13不锈钢表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。过饱和纳米奥氏体重熔层的形成是材料表面综合性能改善的根本原因。     

强流脉冲电子束诱发单晶铜表层的缺陷结构

为了研究高速变形对金属材料微观结构的影响,利用强流脉冲电子束技术对单晶铜进行了辐照,并通过透射电镜对强流脉冲电子束诱发的表面微结构进行了分析.实验结果表明,位于电子束中心区域的单晶铜表层微结构以位错胞为主;而距离电子束中心区域较远处区域表层微结构则由大量的空位簇缺陷组成,在该区域很少能够观察到位错的出现,也观察不到位错滑移的痕迹.根据各自区域的微结构特征,对相应的变形机制进行了探讨.强流脉冲电子束辐照导致的{111}面整体位移可能是大量空位簇缺陷形成的根本原因.     

强流脉冲电子束诱发的Cu-C扩散合金化

采用真空烧结技术制备了w(C)=6%的Cu-C(其中C为片状石墨)块状复合材料,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对样品进行表面辐照处理,辐照次数分别为1、5、20和40。利用X-ray衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)详细分析了辐照样品的相组成和微观结构,并考查了经HCPEB辐照处理后样品表面的摩擦磨损性能。XRD结果表明:经HCPEB辐照后,衍射峰向高角度偏移,Cu-C间发生固溶,部分C原子与Cu原子形成间隙固溶体,理论计算结果显示最大固溶度达到2.24%。微结构分析结果表明:辐照表面形成高密度的Cu、C纳米晶粒,并在基体Cu中诱发了高密度晶体缺陷,这些结构为C原子的扩散提供了大量的扩散通道。此外,经HCPEB技术处理后材料表面的摩擦磨损性能得到了明显改善。     

强流脉冲电子束作用下TC4钛合金表面Cr合金层制备及性能

利用强流脉冲电子束技术(HCPEB)对TC4钛合金表面进行Cr合金化处理,从而改善了材料的表面性能。采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析表层中的相组成和微观结构。试验结果表明:经HCPEB表面合金化后基体表面形成了数微米的Cr合金层,合金层中析出了颗粒细小、均匀分布的Laves相Cr2Ti;同时,TC4钛合金经HCPEB轰击后表层发生了马氏体相变,形成了大量的板条马氏体组织。此外,硬度测试和电化学结果表明:经HCPEB处理后样品的表面显微硬度和耐蚀性能均得到明显提高。     

强流脉冲电子束作用下铝钨合金的表面合金化

将W粉预涂覆在铝基体表面后利用强流脉冲电子束(HCPEB)对其进行合金化处理。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜详细分析了合金层微观结构。并考察了HCPEB合金化后样品表面的力学性能和耐腐蚀性能。实验结果表明:经HCPEB处理后材料表层发生了合金化,合金化层主要由熔化层和固态扩散层构成,厚度达到15μm左右;合金层的相主要为W和(或)Al-W金属间化合物组成;处理后的样品表面硬度得到显著提高。此外,电化学实验结果表明,合金化后表面耐腐蚀性能也得到明显的改善。     

强流脉冲电子束抛光模具钢的研究

为探索模具钢表面抛光新工艺,采用强流脉冲电子束(HCPEB)对奥氏体模具钢Cr12Mo V粗糙表面进行辐照处理。通过OM、SEM、XRD分析处理试样表面形貌及结构,采用RM-20表面粗糙度仪、FM-300显微硬度计和摩擦磨损试验机测试试样表面的粗糙度、显微硬度和摩擦系数的变化。结果表明:在较大束流强度作用下,试样表面的山脊形貌、熔坑等各种缺陷得到控制,表面粗糙度降低,结构细化;同时,提高了试样表面的显微硬度,改善了摩擦性能。     

强流脉冲电子束作用下45#钢表面Cr合金化

利用强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理技术在45#钢表层合金化铬元素以获得高性能的合金复合改性层。利用X射线衍射、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计以及电化学分析仪对合金化层的显微组织及性能进行了分析。实验结果表明:经强流脉冲电子束轰击合金化后,45#钢表面形成了厚度范围为4~9μm的合金化改性层,Cr元素在样品表层发生了固溶,并与C元素结合析出颗粒细小弥散的Cr_(23)C_6增强相;此外,处理表面的显微硬度得到了显著提高,同时其耐腐蚀性能也得到改善。     

片状锌粉的可控钝化及电性能研究

采用水/酒精、双氧水溶液为氧化剂,制备了表面钝化Zn(OH)2的片状锌粉.采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)对钝化锌粉进行了表征,考察了钝化增重对锌粉压片电阻率和漏电流密度的影响.结果表明,锌粉钝化后在表面形成鼓包状组织,随着氧化剂浓度和时间的增加,锌粉钝化增加;随着钝化膜的增厚,钝化锌粉的电阻率增加,漏电流密度减小.     

温度对316L不锈钢在3.5％NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了在质量分数为3.5%的NaCl溶液中温度对316L不锈钢(316L SS)腐蚀行为的影响,采用Mott-Schottky316L SS腐蚀后的表面形貌。结果表明,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,随着温度的逐渐升高,316L SS在该溶液中的开路电位和腐蚀电位逐渐变负,自腐蚀电流密度逐渐增大,钝化膜电阻和点蚀电位也逐渐减小。对表面腐蚀形貌进行观察的结果表明,随着温度的升高,316L SS表面腐蚀坑直径逐渐增大,数量逐渐增多。这主要因为温度的升高降低了316L SS表面钝化膜的致密度,增大了表面钝化膜的溶解速度,使其抗腐蚀性能下降。     

Impact of high dose Kr^＋ ion irradiation on the corrosion behavior and microstructure of Zircaloy-4

In order to investigate the ion irradiation effect on the corrosion behavior and microstructure of Zircaloy-4, the Zircaloy-4 film were prepared by electron beam deposition on the Zircaloy-4 specimen surface and irradiated by Kr ions using an accelerator at an energy of 300 keV with the dose from 1×1015 to 3×1016ions/cm2. The post-irradiation corrosion tests were conducted to rank the corrosion resistance of the resulting specimens by potentiodynamic polarization curve measurements in a 0.5 mol/L H2SO4 water so- lution at room temperature. Transmission electron microscopy (TEM) was employed to examine the microstructural change in the surface. The potentiodynamic tests show that with the irradiation dose increasing, the passive current density, closely related to the surface corrosion resistance, decreases firstly and increases subsequently. The mechanism of the corrosion behavior transformation is due to the amorphous phase formation firstly and the amorphous phase destruction and the polycrystalline structure formation in the irradiated surface subsequently.     

电冰箱换热器以铝代铜腐蚀特性的实验研究

通过T2纯铜和1060纯铝在R22制冷剂和5%的HCl、H2SO4、NaOH、NaCl溶液中的纯腐蚀和电偶腐蚀实验,比较了铜和铝的腐蚀特性.结果表明铜在各介质中腐蚀速度都相当低,表现出良好的耐蚀性,而铝在这5种介质中的纯腐蚀速度差别巨大.铝在制冷剂R22中表现出了与铜相似的耐蚀性,腐蚀速度只有0.041 mm·a-1.在NaCl中的腐蚀速度也较低,为0.063 mm·a-1.但在HCl和NaOH中腐蚀极严重.铜-铝电偶腐蚀结果表明铝被加速腐蚀,而铜的腐蚀过程受到抑制.铝可以代替铜作为冰箱换热器材料,但应进行必要的表面涂覆处理.     

纳米晶铜块体材料电化学腐蚀行为研究

针对纳米晶（NC）单质金属材料的腐蚀特性，研究了块体纳米晶铜的耐蚀性能.利用电化学方法，结合XRD、EDS和SEM表面分析技术，比较分析了惰性气体沉积原位温压法（IGCWC）制备的块体纳米晶铜和多晶铜在0.1 mol/L CuSO₄和0.05 mol/L H₂SO₄混合溶液中的腐蚀行为.结果表明，纳米晶铜的腐蚀呈均匀的表面溶解并伴随有不均匀的局部腐蚀，而多晶铜呈沿晶界均匀分布的晶界点蚀.纳米晶铜表面原子和晶界原子具有更高的表面活性，钝化能力大大提高，同时钝化膜的溶解速度加大.纳米试样制备过程中产生的微孔隙缺陷降低了纳米晶铜的耐蚀性.与多晶铜相比，纳米晶铜耐蚀性降低     

Chemieal Bonding States of TiC Films before and after Hydrogen Ion Irradiation

TiC films deposited by rf magnetron sputtering followed by Ar＋ ion bombardment were irradiated with a hydrogen ion beam. X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） was used for characterization of the chemical bonding states of C and Ti elements of the TiC films before and after hydrogen ion irradiation, in order to understand the effect of hydrogen ion irradiation on the films and to study the mechanism of hydrogen resistance of TiC films. Conclusions can be drawn that ion bombardment at moderate energy can cause preferential physical sputtering of carbon atoms from the surface of low atomic number （Z） material. This means that ion beam bombardment leads to the formation of a non-stoichiometric composition of TiC on the surface. TiC films prepared by ion beam mixing have the more excellent characteristic of hydrogen resistance. One important cause, in addition tO TiC itself, is that there are many vacant sites in TiC created by ion beam mixing. These defects can easily trap hydrogen and effectively enhance the effect of hydrogen resistance.     

强流脉冲电子束对3Cr2W8V微摩擦磨损性能的影响

分别制备了常规热处理、强流脉冲电子束直接处理和强流脉冲电子束合金化Al处理的3Cr2W8V模具钢试样,使用金相显微镜、表面粗糙度测试仪,硬度测试仪对处理层的显微结构、表面粗糙度及截面硬度进行分析,采用HSR-2M微摩擦磨损试验机对处理层摩擦磨损性能进行测试。结果表明:试样原始表面粗糙度的大小对处理后粗糙度的影响较大;电子束处理后截面硬度均有所提高,其中3Cr2W8V电子束合金化Al的峰值硬度相对于原始样品升高了10%,而3Cr2W8V电子束直接照射样品的峰值硬度相对于原始样品升高了24%～33%;经电子束照射后的试样在微摩擦实验中摩擦系数均出现突然增大现象,增大后的摩擦系数与原始样品相当。3Cr2W8V电子束合金化Al样品、3Cr2W8V电子束直接照射样品的磨损量相对于原始样品分别下降22.7%、72.7%。     

Surface Metallurgy of Nickle Base Superalloy

The Double Glow Plasma Surface Alloying Technique, the Xu-Tee Process, is a new method to produce high quality alloying layer on the surface of less expensive materials. By using thes technique, the surface alloying layer similar to superalloy Inconel 625 has been obtained on the surface of three kinds of melallic materials (low carbon steel, industrial pure iron, stainless steel Cr18Ni9). The results of the composition and microstructure analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Uffrachon (XRD) show that the alloying layer consistS of y matrix and several precipitates (Laves intermetallic phase and carbide etc.). The electrochemical corrosion results show that the surface alloying layer formed on the surface of stainless steel and industrial pure iron have better corrosion resistance than that of nickel base alloy inconel 625 and stainless steel Cr18Ni9 in 3.5%NaCl solution. The exper iments indicate that it is an effective way to obtain the gradient surface alloying layer on the surfaces of steels by using Double Glow Plasma Surface Alloying Technique.     

纳米晶工业纯铁及其Ni镀层的性能

为了探究基体材料纳米化对镀层性能的影响,采用直流电沉积方法在纳米晶工业纯铁和粗晶工业纯铁上制备了不同厚度的Ni镀层.利用扫描电子显微镜与X射线衍射仪观察并分析了镀层的组织形貌和结构.采用电化学测试和静态浸泡方法对基体和镀层进行了耐腐蚀性能研究.结果表明,纳米晶工业纯铁的基体及其Ni镀层的耐腐蚀性能略优于相同厚度下粗晶工业纯铁的基体及其Ni镀层,但随着镀层厚度的增加,这种差异逐渐减小.同时随着镀层厚度的增加,镀层表面越来越平整致密.     

Effect of copper ions implantation on the corrosion behavior of ZIRLO alloy in 1 mol/L H2SO4

1. IntroductionZIRLO alloy is widely used in the nuclear industrybecause of its low thermal neutron capture cross sec-tion, favorable mechanical properties, and good corro-sion resistance. For example, ZIRLO alloy can serve asfuel cladding, spreaders for …     

改变过渡层碳靶功率在铜上沉积类金刚石膜的研究

类金刚石膜具有硬度高、 摩擦系数低、 耐腐性强、 稳定性高等优点, 是提高铜耐腐性的理想材料, 但铜 与类金刚石膜之间的结合力差。通过制备T i xC y 过渡层, 采用磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积法, 通过改变 过渡层碳靶功率成功在铜基体上沉积类金刚石膜。并对金刚石膜进行拉曼光谱测试、 划痕实验和电化学实验分析。 结果表明, 所制备碳膜具有典型的类金刚石结构, 膜与基体之间的结合强度大, 过渡层碳靶溅射功率为2 0 0W 时所 制备的类金刚石膜对铜基体的保护作用最好。     

铜、20# 和X80钢在辽河油田土壤溶液中电化学测试分析

采用实验室电化学模拟实验,即极化曲线技术和电化学阻抗测试技术,研究了铜、20# 钢、X80钢在辽 河油田典型地块土壤溶液中的腐蚀,测试了这3种不同金属材料在土壤配制溶液中的腐蚀规律。实验结果表明:在 土壤配制液中铜的抗腐蚀能力最强,X80钢次之,20^# 钢抗腐蚀能力最弱。