TiC颗粒对铁-碳-铬-硅合金堆焊层显微组织及耐磨性的影响

用埋弧焊制备铁-碳-铬-硅合金堆焊层,通过显微组织观察、硬度测试和耐磨性能试验等方法研究了外加TiC颗粒含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:不同TiC含量的铁-碳-铬-硅合金堆焊层基体组织均为α-Fe,随TiC含量增加,初生M7C3颗粒尺寸从40~80μm逐渐减小至15~25μm,颗粒数量增多,分布弥散,且出现了TiC2和TiC等增强相;弥散密集分布的M7C3颗粒有利于堆焊合金层表面均匀磨损,避免因粗大脆性共晶优先磨损引起的过早失效,显著改善了耐磨性;该合金堆焊层的耐磨性随TiC含量的增加先增强,接着减弱,然后再增强,其主要磨损机理由微观断裂转变为微切削。     

氧化铈对激光熔覆制备碳化钛涂层显微组织及显微硬度的影响

采用激光熔覆法在45钢基体上制备了氧化铈改性的TiC4复合陶瓷涂层;用XRD、SEM及显微硬度计对涂层的相组成、显微组织及显微硬度进行了分析。结果表明:激光熔覆法制备的TiC4陶瓷涂层具有典型的包覆相和硬质点相结构,加入适量(0.3%～1.0%)的氧化铈可改善涂层相对密度,TiC4颗粒尺寸小于1μm,平均显微硬度达到700 MPa;添加过量(≥1.5%)的氧化铈对陶瓷涂层硬度反而不利,涂层组织中包覆相比例增多,TiC4晶粒尺寸变大,呈柳叶状,显微硬度下降至450 MPa。     

钛合金表面电火花原位沉积TiC颗粒强化层的组织与硬度

以石墨为电极,采用电火花沉积工艺在BT20钛合金表面沉积了TiC颗粒得到了强化层,并对该强化层的组织和硬度进行了研究。结果表明:强化层分布不连续,厚度也不均匀,最厚处可达30μm,最薄处还不到10μm;强化层中TiC颗粒的分布不均匀,大量TiC聚集于强化层表面,内部很少,这使得强化层表面硬度达到了基体的5倍以上。     

搅拌摩擦加工工艺制备ZrO_2颗粒增强镁基复合材料的组织与力学性能

利用4道次搅拌摩擦加工(FSP)工艺,分别将粒径为20nm的单斜晶ZrO_2(M-ZrO_2)颗粒和40nm的正方晶ZrO_2(T-ZrO_2)颗粒添加到AZ31镁合金中制备了ZrO_2颗粒增强镁基复合材料,研究了复合材料的显微组织与力学性能,并与无强化颗粒FSP镁合金的进行了对比。结果表明:M-ZrO_2颗粒和T-ZrO_2颗粒增强镁基复合材料的晶粒尺寸分别约为6μm和2μm;两种ZrO_2颗粒均弥散分布于复合材料中,且均未与基体反应生成新物相;ZrO_2颗粒可有效提高镁合金的硬度、屈服强度和抗拉强度,且T-ZrO_2颗粒的强化效果更好;无强化颗粒FSP镁合金与M-ZrO_2颗粒增强复合材料拉伸断口均具有混合断裂特征,前者的韧性断裂特征较明显,后者的脆性断裂特征较明显。     

高熵合金增强铝基复合材料组织与显微硬度研究

以5083铝合金为基体,以FeCoNiCrMn高熵合金颗粒为增强相,通过搅拌摩擦加工技术制备了颗粒增强铝基复合材料,研究了加工道次对复合材料微观组织和显微硬度的影响。研究结果表明:增加加工道次可以使得FeCoNiCrMn高熵合金颗粒在基体中分散更加均匀,显微硬度结果显示添加FeCoNiCrMn高熵合金颗粒后复合材料硬度得到大幅度提升,且5道次加工后的显微硬度最高。     

原位合成TiC/Fe基复合材料的组织与性能

以铬铁粉、钼铁粉、钛粉、铁粉和炭黑为原料,原位反应合成了TiC/Fe基复合材料,并用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对所制备的试样进行了组织结构分析.结果表明:未加钒时合成的复合材料主要相组成为TiC和α-Fe,硬质相TiC颗粒细小(≤2.3μm);当加入一定量的钒后,复合材料主要相组成为(Ti,V)C和α-Fe,其组织更加致密,其抗弯强度升高;硬质相(Ti,V)C的面间距比硬质相TiC的面间距均有不同程度的减小;(Ti,V)C颗粒尺寸明显减小(≤1.6μm),分布更均匀,颗粒形状趋于球形.     

铝-硅合金表面激光合金化处理

在一定的激光工艺参数下，对ZL108合金含SiO2和硅的涂层进行处理，其合金化组织细化．且出现过共晶组织。含钛 碳 铝涂层经激光处理后，存在TiC和Ti颗粒，提高了合金化层的硬度，明显改善了其摩擦磨损性能。     

钼含量对添加预合金粉制备TiC-高锰钢钢结硬质合金组织与性能的影响

以Fe-Mo-C预合金粉、FeMn84C0.4合金粉、镍粉、石墨粉和TiC粉为原料,经烧结得到以高锰钢为黏结相、TiC为硬质相的不同钼含量TiC-高锰钢钢结硬质合金,研究了钼含量对该钢结硬质合金组织与性能的影响。结果表明:随着钼含量的增加,钢结硬质合金组织中TiC颗粒的尺寸先减小后增大,其表面形成了(Ti,Mo)C固溶体相;与添加纯钼粉的相比,添加含钼预合金粉所得钢结硬质合金中的TiC颗粒更细小,圆整度更好,且表面更易形成(Ti,Mo)C固溶体相;随着钼含量的增加,钢结硬质合金的相对密度、硬度、抗弯强度和冲击韧度均先增大后减小,当钼质量分数为1.15%时均达到最大,组织和综合性能较佳。     

TiC颗粒增强铝基复合材料耐磨性能研究

实验结果表明：在铝及其合金中添加TiC颗粒可明显提高材料的抗磨损性能,且磨损性能与材料的硬度之间没有必然的联系。TiC颗粒增强铝基复合材料的磨损表面既有磨粒磨损的特征形貌,又具有粘着磨损的特征产物,磨损过程中两种机理共同发生作用。     

强流脉冲电子束处理对GW103K镁合金表面微观结构和性能的影响

采用强流脉冲电子束(HCPEB)对GW103K镁合金进行表面处理,研究了不同脉冲次数(5次,15次)处理后合金的表面微观结构、硬度和耐腐蚀性能。结果表明:经HCPEB处理后,GW103K镁合金表面存在大量火山坑、收缩针孔和孪晶,原始组织中的β-Mg5(Gd,Y)颗粒基本溶解在基体中;15次脉冲HCPEB处理后合金的表面形貌和化学成分比5次脉冲HCPEB处理后的更均匀;随着HCPEB脉冲次数由5次增加到15次,合金表面重熔层的厚度由约7.67μm增加到约13.70μm;HCPEB处理后距表面50~250μm处的显微硬度均高于基体的,且均在距表面约70μm处达到最大;在质量分数3.5%NaCl溶液中,经5次脉冲HCPEB处理后合金的自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好,这与钆、钇的溶解以及表面残余压应力有关。     

CeO_2对镍基TiC陶瓷涂层微观组织和摩擦学性能的影响

采用W150SA YAG激光焊接机45#钢基材表面熔覆含CeO2的镍基TiC陶瓷涂层,研究添加不同含量CeO2对涂层的微观组织和摩擦学性能的影响.研究结果表明:添加适量CeO2对涂层的微观组织、显微硬度、涂层与基材结合区,以及涂层的摩擦学性具有改善作用;CeO2能减弱熔池中TiC陶瓷相的生长方向性,避免相邻的TiC颗粒桥接生长,细化和球化TiC颗粒,并使之且分布均匀;CeO2能促使TiC硬质相弥散分布,涂层组织趋向均匀化,并减少杂质和气体的不良影响,提高涂层的组织性能;CeO2能促进涂层与基材之间形成合理的成分梯度,得到良好的结合区;CeO2能促进摩擦过程中涂层表面氧化膜的形成并提高氧化膜的热稳定性,减少涂层的大片层状剥落,降低涂层的黏着磨损和磨粒磨损.     

陶瓷增强与热处理对Al基合金熔覆层的影响

为了提高Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层的力学性能,采用添加陶瓷颗粒与热处理的方法增强7075铝合金表面的Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层。利用XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机及拉伸试验机,探究对其物相组成与相关力学性能的变化。结果表明：随着TiC含量由3%提高至5%,TiC的存在形式由金属间化合物Al_0.64Ti_0.36向镶嵌在熔覆层中的微米级陶瓷颗粒转变,导致耐磨性能不断改善,而由于Al_0.64Ti_0.36相的产生,Al基合金熔覆层内部特有的组织形态发生改变,平均显微硬度因此下降至99.8HV_0.1,当陶瓷颗粒含量进一步增加后,熔覆层内部未熔陶瓷颗粒的出现又有助于熔覆层内部显微硬度的提升。随着热处理温度及时间的增加,熔覆层内部大量纳米级Al₃Sc颗粒的二次析出使熔覆层的力学性能得到显著改善,当热处理条件为330℃保温4 h时,出现最高显微硬度141.2HV_0.1,而在330℃保温1 h的条件下,抗拉强度最高为299 MPa,较沉...     

铝-钛-硼中间合金在等径角挤压过程中的变形行为

采用等径角挤压(ECAP)技术对铝-钛-硼中间合金进行了室温挤压试验,用高温光学显微镜、扫描电镜、硬度计等分析了ECAP对合金中第二相粒子分布形态、尺寸及显微硬度的影响.结果表明:ECAP能显著改善合金中第二相粒子的分布形态,细化其尺寸;用试样绕其纵轴旋转9°.、方向不变的加工路径(Bc),经过8道次挤压后,第二相粒子由原来的散乱分布变成较为均匀分布,由原长约20μm、宽约10μm的块状粒子细化为5μm左右的小颗粒;挤压1道次后,材料硬度增加最为明显,4道次后硬度增加趋势变缓.     

烧结温度对粉末冶金Al-24Si合金组织与性能的影响

采用粉末冶金法制备Al-24Si合金,研究了烧结温度(550～610℃)对合金组织、密度和硬度的影响。结果表明:不同温度烧结合金的显微组织均主要由铝相和硅相组成,当烧结温度达到600℃及以上时,组织中还析出了Mn_4Al_(16)Si_3相;当烧结温度低于580℃时,随温度升高,合金组织中铝颗粒之间的间隙数量减少,合金的密度和硬度增大;当烧结温度达到580℃时,铝和硅形成的共晶液相渗入铝颗粒间界面,而在原先液相位置留下较大孔洞,导致合金孔隙率增大,密度和硬度减小;当烧结温度达到590℃时,共晶液相含量增加,填充内部孔隙,导致合金密度和硬度增大。     

高频感应熔覆NiTiFe合金涂层摩擦学性能研究

为增强金属材料表面的耐磨性能,采用高频感应熔覆技术,在HT300基底表面制备出NiTiFe合金涂层;利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和X射线衍射仪(XRD)对NiTiFe合金涂层的微观组织、元素组成、硬度、相组成和与基底的结合情况进行表征与分析;通过摩擦磨损试验机对涂层的摩擦学性能进行测试,对其摩擦磨损机制进行分析。结果表明：涂层组织致密,无裂缝和空隙,成型质量良好,平均厚度达到0.7 mm,与HT300基底实现了冶金结合;涂层中主要包含Fe2Ti、Fe6.94Ti0.36和Ni3Fe三种相,Fe元素的加入使涂层的晶格发生畸变,硬度提高,平均硬度达到997.36HV,约为HT300基底平均硬度值的5倍。通过摩擦磨损试验发现,试验前期,NiTiFe合金涂层与对摩副之间的摩擦因数较低,维持在0.2左右,对摩副的失效导致摩擦副之间的接触形式发生改变,摩擦因数产生阶跃;随着载荷的增加,涂层上呈现的磨痕宽度在不断增加,对摩副由于磨损造成的材料去除后暴露出的面积也在不断增大。摩擦磨损试验后,NiTiFe合金涂层摩擦表面光滑平整,仅出现了轻微的磨粒磨损,磨损体积远小于对摩副...     

等通道转角变形对电解铝液直接生产6063铝合金组织的影响

在室温下对电解铝液直接合金化生产铸态6063铝合金实施了道次等效应变约为0.5和0.9的等通道转角变形(Equal-channel angular pressing-ECAP),对其夹杂物的分布、碎化和合金的硬度进行了考察.结果表明,ECAP加工将未充分电解的尺寸极为细小(纳米尺度)、分布集中的团絮状A12O3夹杂物分散开,将粗大(长(5～15)μm、宽(1～2)μm)几乎呈连续分布的AIFeSi夹杂物折断碎化(长1-3 μm)并分散开,明显提高了合金的致密性、抗蚀性,并引入了大量位错于铝合金中,提高硬度的幅度达到60%.试验结果说明了ECAP作为一种提高电解铝液直接合金化生产的铸态铝合金组织的工艺方法的可行性.     

电沉积稀土改性陶瓷涂层磨损性能研究

探讨了在电火花加工机床上沉积碳化钛金属陶瓷涂层方法,利用TiC,WC,Mo,N i粉未添加不同比例稀土元素在高压下压制并烧结了试验电极,在45#钢表面沉积了不同稀土含量的TiC陶瓷涂层,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、环块式磨损试验机对涂层组成、组织形态进行、硬度及摩擦学性能分别进行了研究,并结合试验结果进行了理论分析。试验结果表明:用电火花放电法可沉积TiC陶瓷涂层,涂层中加入质量分数为0.5%的氧化镧后,涂层的耐磨性能较未加稀土涂层提高了3倍,摩擦因数减少10%,而加入过多的稀土镧氧化物则不利于涂层组织性能及耐磨性能的改善。稀土氧化镧对涂层的组织有改善作用,加入适量的稀土元素使得涂层致密性提高,减少涂层中的缺陷,涂层表面呈多孔结构特性。     

TiC铸铁材料在船舶柴油机气缸套中的应用

本文采用原位合成的方法,在熔体中加入钛铁与铸铁中的碳合成TiC强化铸铁材料,制备出了TiC质量比分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的TiC强化铸铁材料,并考察了强化铸铁的组织、力学性能和耐磨损性能。结果表明,金相均显示出基体中合成了呈小块状多边形的TiC颗粒。原位合成TiC颗粒增强后的铸铁材料,其力学性能较基体都有不同程度的提高。并且随着TiC加入量的增强,其硬度、抗拉强度和磨损性能都显著提高。在此基础上,对TiC颗粒强化铸铁材料的力学性能及摩擦磨损性能的影响机理进行适当分析和讨论。     

金刚石颗粒粒径对Ni-Co/金刚石复合镀层微观组织和耐磨性能的影响

运用埋砂复合电沉积法制备了金刚石颗粒增强Ni-Co合金复合镀层,研究了金刚石颗粒粒径对Ni-Co/金刚石复合镀层微观组织结构、致密度、显微硬度和摩擦学性能的影响。结果表明:随金刚石颗粒粒径的增大,Ni-Co/金刚石复合镀层的致密度和显微硬度均随之降低,且当颗粒粒径为6~12μm时,复合镀层致密度最高为0.9,硬度最高达950HV;随金刚石颗粒粒径的增大,复合镀层的磨损失重逐渐减小,当金刚石在粒径125~150μm范围时,磨损失重最小。     

激光熔覆TiCp/Ni基合金复合涂层的显微组织与性能

应用激光熔覆技术在45钢表面熔覆了TiCp增强Ni基合金复合涂层,通过SEM、TEM分析以及磨损试验,研究了复合涂层的组织及摩擦学特性。研究结果表明,TiC颗粒在熔覆层中发生部分溶解和重新析出;在凝固应力作用下,TiC颗粒与粘结金属界面之间存在孪晶和位错。熔覆层与基体形成交互扩散区,在该区中发现(Fe,Cr)23C6碳化物,同时还存在大量的α和γ微晶。涂层局部区域存在Ni-Si-B-RE非晶物相。稀土氧化物不能显著地提高复合涂层显微硬度,但能明显地减小复合涂层的摩擦因数,显著提高涂层的耐磨性。TiC质量分数为50％时,熔覆层具有最佳耐磨性。