旋转磁场对Pb-Sn-Sb合金组织及性能的影响

为了改善Pb-Sn-Sb三元轴承合金液态成型过程中的比重偏析,用旋转磁场控制Pb-Sn-Sb合金液态成型过程.采用光学显微镜、扫描电镜能谱分析研究了旋转磁场对Pb-Sn-Sb合金显微组织及成分分布的影响.用布氏硬度计、摩擦磨损试验机测试Pb-Sn-Sb合金的硬度及摩擦磨损性能.实验结果表明:旋转磁场能有效改善Pb-Sn-Sb合金的比重偏析,且能细化晶粒.激磁电压为45V时,SbSn块状化合物在试样上下截面分布最均匀,块度变小,比重偏析改善效果最好;试样上下截面Pb、Sn、Sb三元素含量基本趋于一致.随着激磁电压增加,试样上下截面的硬度及耐磨性有一定程度提高,并明显趋于一致.     

掺杂纳米材料对等离子喷涂涂层组织性能的影响

对AT13粉掺杂纳米级材料Al2O3 13wt％TiO2的复合粉在等离子喷涂中的应用进行了研究，包括纳米级材料的分散、掺杂、制备微米粉及喷涂工艺参数。结果证明：掺杂纳米材料的涂层较常规微米级涂层结构有明显改善，涂层组织细化、分布均匀，孔隙率降低；涂层残余应力降低，亚微裂纹减少，耐磨耐蚀性能明显提高。纳米材料的加入，改善了喷涂熔融态粉末的流动性及平铺性能，改变了涂层晶粒生长机制。     

铝基材料TIG焊填充材料对接头组织性能的影响

采用TIG焊方法焊接铝基复合材料,讨论了填充材料钛对焊缝综合性能的影响及填充材料的厚度与焊缝中生成物之间的关系.研究表明:填充材料的加入,提高了熔池的流动性,使得焊缝中的孔洞、未熔合明显减少;在高温下钛优先与增强颗粒SiC发生原位反应,从而抑制了有害相Al4C3,的生成,而且生成的TiC颗粒在焊缝中起增强作用;接头的机械性能与填充材料的厚度有着密切关系,填充材料的厚度过小,抑制有害反应的作用减弱,填充材料的厚度过大,则焊缝的脆性增大,本实验条件下填充材料厚度为0.45mm时获得最佳接头.     

微量硼添加对镁合金组织和性能影响的研究进展

在21世纪的今天,由于石油、煤炭等资源的过度开发与使用,人们对节能减排的重视程度越来越高,轻质结构材料也因此受到越来越多的关注。镁合金作为最轻的金属结构材料,具有良好的阻尼减震特性、电磁屏蔽性以及比强度、比刚度高等优点,在航空航天、3C产品、汽车等领域表现出了极大的应用潜力。但是镁合金的综合力学性能和耐腐蚀性能还有待进一步提高。晶粒细化可以同时提高金属的强度和塑性,因此开发出一种高效、低成本的晶粒细化剂是改善镁合金综合性能的重要途径。现在常用的镁合金晶粒细化剂通常有Zr、Si、稀土类元素以及含碳变质剂等。其中Zr与Al共存会恶化其晶粒细化作用,因此Mg-Al系的合金不能采用Zr作为晶粒细化剂,Zr的应用极为有限;Si的大量使用则会使Mg合金中生成粗大的Mg_2Si相,恶化其力学性能,即使少量加入,也会大大降低镁合金的耐腐蚀性能;稀土通常开采成本较高,密度较大,不仅大大增加了使用成本,而且会削弱镁合金的轻量化优势,因此阻碍了其应用推广;含碳变质剂通常对大多数Mg-Al系合金有着较好的细化晶粒的效果,但是诸如CCl_4、C_2Cl_6等会造成一系列环境问题,而且碳的引入会加剧镁合金的腐蚀速率。B作为轻元素,其本身具有密度小、熔点高以及耐腐蚀性强等特点,早在铝合金中就常用作孕育剂和晶粒细化剂。近些年来,有许多研究者对硼化物进行深入的研究,发现B可以与绝大多数金属形成化合物,且晶格类型大多为密排六方结构,且与镁合金的亲和度较强,有潜力成为镁合金中的异质形核剂并有效细化其晶粒。不同含B合金的添加形式对镁合金组织和性能的影响不尽相同,据笔者所知,目前并未有人总结过微量B的添加对镁合金组织和性能的影响及其机理。本文对不同B的添加形式对镁合金组织和性能的影响进行了全面系统的总结和深入探讨,分析了B元素在镁合金中的晶粒细化机制和强韧化效果,最后对B在镁合金中的合金化改性作用前景进行了探讨和展望。认为B是一种在镁合金的开发中有较大研究和应用价值的元素,尤其是在Mg-Al系合金中表现出优异的晶粒细化作用。     

纳米材料的扩散性及应用

针对纳米材料所具有的特殊结构和性能进行了介绍,对该种材料的扩散性进行了阐述,并对纳米材料高扩散性在烧结、陶瓷材料、催化荆、锂离子电池等方面的应用进行了介绍.     

FeCrAl合金板材TIG焊焊接接头的显微组织及性能

使用钨极气体保护(Tungsten inert gas welding, TIG)焊对FeCrAl合金板材进行双面及多层多道焊接,填充材料为等成分的FeCrAl合金丝材。焊后焊缝区为粗大的铁素体组织,热影响区为细小的等轴晶组织。本工作研究了焊接工艺参数对焊接接头的显微组织特征及力学性能的影响。经双面TIG焊焊接的FeCrAl合金板材,热处理后焊接接头的最大抗拉强度值为400 MPa,约为母材强度的52.2%。经多层多道TIG焊焊接的FeCrAl合金板材,热处理后焊接接头的最大抗拉强度值为482 MPa,约为母材强度的62.3%,可以满足FeCrAl合金板材焊接接头作为承重结构时的力学性能需求。     

高频机械振动对ZTC4凝固组织和性能的影响

研究了高频机械振动对ZTC4铸造钛合金的组织和性能的影响。试验结果表明,通过机械振动处理,钛铸件的晶粒度和力学性能没有明显的细化和提高,但可以使铸件的缩孔大幅减少。     

温度对AlTiC中间合金内部组织及细化性能的影响

采用接触法来制备AlTiC中间合金.通过X-ray衍射和SEM扫描电镜及EDS能谱分析发现,随着温度的改变,TiC和Al3Ti粒子的形态和分布会发生相应的变化,而TiC和Al3Ti粒子的形态和分布的变化很大程度上影响着AlTiC中间合金的细化效果.研究结果表明:在800℃时,AlTiC中间合金对工业纯铝的细化效果最好.     

N离子注入对TiN薄膜的组织及性能的影响

对钛合金基体上的TiN薄膜进行了不同剂量N离子的注入。利用扫描电镜、X射线衍射对离子注入前后组织进行了分析,并进行了硬度、摩擦磨损实验。结果表明:N离子注入使膜层呈现非晶化趋势,并随剂量增大而增强,当剂量为1.2×10~(18)ions/cm~2时膜层非晶化,晶粒得到了细化;当剂量为9×10~(17)ions/cm~2时变化最明显,尺寸约为20 nm以下;表面硬度得到提高,其增幅受到剂量及晶粒细化影响,最大增幅约为163.8 HV;摩擦磨损性能在TiN膜层表面硬度提高、粗糙度降低及长程效应的影响下也得到了较大提高,主要受注入剂量影响。     

V对MGH956合金TIG原位合金化焊接接头组织与性能的影响

为改善MGH956合金TIG焊焊缝的组织与性能,采用原位合金化方法对该合金进行TIG焊接。对比不同含量V的填充材料对焊缝组织与性能的影响,并讨论了V的作用机理。OM和SEM结果表明:填充材料中添加不同含量的V后,组织出现了不同程度的细化及均匀化,当wV=1.5%时,晶粒最细、尺寸均匀,同时焊缝中的气孔量有所减少;对焊缝中的颗粒进行物相鉴定可知,除了有YAlO3,TiC和TiN颗粒生成外还有(Ti,V)C复合颗粒生成。由TEM观察显示wV=1.5%时,焊缝内的碳化物颗粒与焊缝基体结合良好,且wV=1.5%时,接头强度最高,并实现了接头断裂方式由完全脆性断裂转变为韧性断裂。     

Q345B钢焊缝金属的显微组织分析

采用E5015焊条以手工电弧焊对Q345B钢的角焊缝进行焊接,阐述了焊缝中宏观组织的层间偏析,结晶形态的层间、层内差异,微观组织的差异以及对性能的影响研究,以利于焊接工艺人员对焊接工艺及参数的选择。在多层焊的打底层中注重对于层间温度的控制,制定合理的焊接工艺参数进行现场焊接,从而保证产品的焊接质量。     

Microstructure of Al-Mg-Si Weld Joints Produced by Pulse TIG Welding

Al-Mg-Si alloys (6000 series) are heat-treatable aluminum alloys and are extensively used in various sectors such as aerospace, automobiles, and general construction. Fabrication of these alloys often requires welding. Pulse TIG offers many advantages over conventional TIG welding as far as control of microstructure is concerned. This research investigated the effect of pulsed TIG welding parameters such as pulse duration, peak current, pulse frequency on the microstructure of heat-affected zone, and fusion line and weld metal of Al-0.5%Mg-0.5%Si weld joints. It was observed that a significant change in microstructure takes place in moving from the base metal to weld centerline. Dissolution of phases present along the grain boundary occurs as the fusion line is approached. Grain structure of heat-affected zone, fusion line, and weld metal appears to have tangible relationship with pulse parameters.     

Q235钢表面Ni-Cr电镀层的组织及性能

为提高Q235钢的表面防护性能,对其进行表面电镀Ni-Cr处理,并采用正交试验对电镀Ni-Cr工艺进行优化。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(OM)分别对镀层进行物相表征和形貌观察,利用显微硬度计、磨粒磨损机和电化学工作站对镀层硬度和耐蚀性进行研究。结果表明:以镀层沉积速率为指标,正交试验所得电镀Ni-Cr优化工艺为柠檬酸钠含量30 g/L,镀液pH值3.0,电流密度20 A/dm~2,电镀温度35℃,镀层沉积速率可达40.17μm/h;Ni-Cr镀层相结构由γ-Ni和Cr_(1.22)Ni_(2.88)组成;镀层表面平整,表面形貌为密集球形颗粒;与基体相比,正交试验所得Ni-Cr镀层硬度提高了81.62~649.08 HV_(2N),磨损率减少了9.14~29.99mg/cm~2,自腐蚀电位提高了2.05~121.28 mV。     

ODS合金TIG原位合金化焊接机理和接头性能

采用TIG焊对ODS合金MGH956进行原位合金化焊接,C、Y₂O₃和其他合金粉末被填充到焊缝金属中以生成复合化合物或颗粒,分析了在TIG焊接过程中C和Y₂O₃原位合金化的机制和行为。在TIG焊原位反应过程中,YAlO₃、TiC和SiO₂等颗粒在焊缝金属中生成,这些尺寸为50-100纳米和0.1-1微米的颗粒均匀分布在焊接金属基体上。使用含有适量C和Y₂O₃的填充材料进行焊接,C和Y₂O₃不仅细化了晶粒,还提高了接头的显微硬度和抗拉强度,从而改善了焊接接头的性能。     

水下搅拌摩擦焊对铝/铜接头组织与性能的影响

目的 采用搅拌摩擦焊,对比分析大气环境和水下环境下铝/铜接头的组织与性能,以期获得力学性能更优异的铝/铜焊接接头。方法 利用搅拌摩擦焊,在焊接速度为40 mm/min、旋转速度为1 000 r/min的条件下,分别在大气环境和水下环境下对厚度为9 mm的6061铝合金板和T2纯铜板进行焊接。然后,对铝/铜界面、焊核区进行扫描电镜及能谱分析,并对铝/铜界面及焊核区进行物相分析,确定产物相组成。最后,对铝/铜试样进行拉伸及硬度检测。结果 铝/铜接头均无裂纹、气孔等缺陷。铜颗粒弥散分布在焊核区,铝/铜界面形成金属间化合物层。水下搅拌摩擦焊下界面元素扩散距离明显变短,且金属间化合物厚度更薄。铝/铜接头的金属间化合物为AlCu和Al4Cu9。大气环境焊接下接头的抗拉强度为130.6 MPa,断裂方式为脆性断裂;水下焊接下接头的抗拉强度为199.5 MPa,断裂方式为韧性断裂。水下环境下的接头硬度值更高,其中热影响区的硬度最低值约为65HV。结论 水下搅拌摩擦焊铝/铜接头无裂纹、气孔等缺陷。组织上,水下搅拌摩擦焊的铝/铜接头界面元素扩散距离更短,硬脆的金属间化合物更少;性能上,水下搅拌摩擦焊的铝/铜接头强度更高,抗拉强度达到199.5 MPa,达到母材的74.4%。     

Zr+Er及Zr+Y对Al-Mg-Si-Cu-Mn-Cr合金组织和拉伸力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸强度试验研究了0.3%Zr+0.2%Er和0.3%Zr+0.2%Y(质量分数)两种元素组合对Al-0.6Mg-0.9Si-0.5Cu-0.5Mn-0.2Cr合金热处理前后微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,两种元素组合的加入均能细化铸态晶粒,其中Zr+Y改性合金的晶粒细化更明显,且两种改性合金铸态的强度和塑性均较基体合金提高。在热处理过程中,两种元素组合会影响合金中弥散相的析出,降低合金的弥散强化效果。最终,Zr+Er改性合金的强度较基体合金提高,而Zr+Y改性合金的强度则较基体降低,两种合金的塑性均较基体降低。     

焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响

通过显微组织分析、硬度测试、拉伸试验、冲击试验、腐蚀试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等实验手段,研究了焊条电弧焊(SMAW)不同焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响。结果表明:随着焊接电流增加,热影响区(HAZ)晶粒粗化,并且软化现象更加明显;焊接电流在180~190A的接头综合力学性能最佳,但当电流增加到190~200A时,接头的综合力学性能显著降低;各组接头腐蚀速率相差不大,范围在0.14~0.19g/(m2·h),腐蚀膜具有较好的致密性,能够阻止腐蚀介质对基体继续进行腐蚀,从而达到较好的耐腐蚀效果。     

30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头组织与性能分析

目的探讨30CrMnSiNi2A与Q235异种钢焊接接头的组织与性能。方法采用手工电弧焊对两者进行焊接,为了获得性能良好的焊接接头,焊前对其进行焊前预热,焊后对其进行焊后退火。通过X射线探伤检测,拉伸、冲击试验,显微硬度检测及光学显微镜金相分析等一系列工艺试验,对焊接接头进行研究。结果焊缝质量等级达到Ⅰ级;焊缝组织为先共析铁素体、针状铁素体、珠光体组织;30CrMnSiNi2A侧热影响区组织为回火索氏体,粗晶区组织片层厚度大于细晶区组织片层厚度;Q235侧热影响区由不完全重结晶区、细晶区、粗晶区组成。结论 30CrMnSiNi2A与Q235钢焊接后,获得了工艺性、力学性能良好的接头,可运用于2种材料焊接的实际生产。