TiN添加量对WC-TiC-TaC-8.0Co硬质合金组织与性能的影响

以TiN作为N源,采用传统粉末冶金法,一步烧结制备脱β层梯度WC-TiC-TaC-8.0Co硬质合金,利用扫描电镜等手段对合金的微观组织进行观察与分析,研究TiN添加量对合金物理与力学性能、微观组织及脱β层厚度的影响,并进行切削试验。结果表明:TiN添加量(质量分数,下同)在0～2.0%范围内,随TiN添加量增加,合金的密度、矫顽磁力以及硬度等无明显差异,但脱β层厚度明显增大。随TiN含量从0上升到2.0%,脱β层厚度从0增加到32.7μm。切削试验表明:TiN含量为1.0%时,涂层后硬质合金刀片具有最佳的车削寿命和抗冲击综合性能。     

激光通量对WC-Co硬质合金表面加工质量的影响

使用不同激光通量的超短激光脉冲对WC-Co硬质合金表面进行加工,去除合金表面区域材料形成新的表面,并从表面粗糙度、残余应力及显微硬度几个角度分析经过激光烧蚀切割的合金表面质量受激光通量的影响。结果表明,随着激光通量的增长,硬质合金加工表面粗糙度逐渐增加,压缩残余应力先减小后增大,而硬度基本保持不变。在激光加工过程中硬质合金表面在激光迹线上出现了不规则的微孔,且微孔数量随激光通量的增加而增加。     

料层厚度对还原钼粉性能的影响

系统研究了不同料层厚度对还原钼粉性能的影响，结果表明：随料层厚度增加，还原钼粉的松装密度、振实密度和氧含量增大，而平均粒度减小。     

TC21钛合金的全片层组织和冲击性能研究

利用光学显微镜、场发射扫描电镜和示波冲击试验机等研究了TC21钛合金在不同退火温度下的全片层组织演化规律和冲击韧性。结果表明:TC21钛合金经980℃固溶处理后,再经720、770、820℃退火处理,均能获得具有多层次特征的全片层组织。随着退火温度升高,TC21钛合金组织中α片层厚度、晶界α相厚度、α丛域尺寸都增大,而β晶粒尺寸基本保持不变。合金显微组织中小角度界面的比例随退火温度的升高而逐渐增加,冲击断裂过程中的裂纹形成功和扩展功也逐渐增大,且扩展功所占比例提高;断裂机制从穿晶断裂为主逐渐向沿晶界和丛域界断裂为主转变。     

热轧形变量对共析钢珠光体组织球化的影响

利用Gleeble 1500热模拟机进行热压缩试验,研究了不同热轧形变量下奥氏体区形变对共析钢后续珠光体相变组织球化的影响。结果表明,高温奥氏体区形变增加了奥氏体的形变储存能,导致C曲线左移,并且形变可以明显减小珠光体团直径,随应变量增大,珠光体片层间距减小,渗碳体厚度变薄,片层取向多样化。最终的等温球化试验表明,增大奥氏体形变量有利于珠光体的球化效果。     

微膨胀床反应器压降及轴向扩散特性研究

以多孔的球、齿球和三叶草形催化剂为填充颗粒,考察了微膨胀床反应器的床层压降及液相总的和局部的轴向扩散特性。结果表明,3种催化剂床层压降都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;球形催化剂的床层压降最大,三叶草形催化剂的床层压降最小。通过示踪-响应法测定示踪剂在微膨胀床反应器中的停留时间分布,求取了床层总的和局部的彼克列数Pe。结果表明,3种催化剂总的彼克列数都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;局部的彼克列数随着催化剂床层轴向高度的增加而减小。3种催化剂床层的总的彼克列数大小依次为:球形最大,齿球形次之,三叶草形最小。     

Ti(C,N)含量和烧结温度对梯度硬质合金脱β层厚度的影响

以Ti(C,N)为N源,在脱氮气氛下烧结制备WC-TiC-Ti(C,N)-TaC-NbC-Co硬质合金,研究Ti(C,N)含量和烧结温度对脱β层厚度及合金微观组织与性能的影响。结果表明:随Ti(C,N)的质量分数从0.5%增加到1.5%,脱β层厚度持续增大。随烧结温度升高,脱β层厚度增大,增大的幅度随Ti(C,N)含量增加而增大。合金的密度、硬度和矫顽磁力不受Ti(C,N)含量的影响,但随烧结温度升高,合金的硬度降低、矫顽磁力变小、WC平均晶粒尺寸增大且直边化。脱β层中无明显的WC晶粒异常长大现象,脱β层厚度由Ti的扩散和N含量决定。     

基于正交试验的热障涂层性能变化规律研究

热障涂层广泛应用于燃气轮机、飞机发动机等装备上,其性能直接影响装备的使用寿命。本文采用大气等离子喷涂工艺,在GH4169高温合金表面依次制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO_2-8%wtY_2O_3陶瓷层。采用扫描电镜和残余应力测试仪对样品的表面形貌、孔隙率以及表面的残余应力进行测试。通过正交试验研究喷涂工艺参数对热障陶瓷层厚度、孔隙率以及残余应力的影响,实验结果表明,对陶瓷层厚度的影响因素从大到小顺序依次为氢气流量,电流,氩气流量,喷涂距离;在相同的制备时间内,陶瓷层的厚度随着电流与氢气流量的增大而明显的增大;随着氩气流量与喷涂距离的增大,陶瓷层的厚度随之减小;对陶瓷层孔隙率的影响因素从大到小顺序依次为喷涂距离,氢气流量,电流,氩气流量。当氩气流量从30 slpm/min增加到40 slpm/min时,氢气流量从5slpm/min增加到10 slpm/min时,孔隙率随之增大;当氩气流量从40 slpm/min增加到50 slpm/min时,氢气流量从10 slpm/min增加到15 slpm/min时,孔隙率随之减小。当喷涂距离从5 mm增加到10 mm时,孔隙率随之减小,而当喷涂距离从10 mm增加到15 mm时,孔隙率急剧升高,而随着电流的增大,孔隙率减小。电流、氢气流量以及氩气流量对涂层残余应力造成很大影响,随着电流以及氢气流量的增大,氩气流量的减小,涂层表面的残余应力急剧上升。     

磁控溅射Cu/Mo纳米多层膜的结构与性能

用磁控溅射法在单晶硅和聚酰亚胺衬底上制备了恒定调制比(η=1)、调制周期λ=10～ 100 nm的Cu/Mo纳米多层膜,运用XRD,HRTEM,EDX,AFM,单轴拉伸系统、显微硬度仪和电阻仪对多层膜的微观结构、表面形貌和力学及电学性能进行了研究.结果表明,Cu/Mo多层膜中的Cu层和Mo层分别具有Cu( 111)和Mo(110)择优取向,Cu层呈柱状纳米晶、Mo层为极细纳米晶结构,Cu/Mo层间界面处存在一定厚度的扩散混合层.Cu/Mo多层膜的结构和性能受到调制周期和Cu层厚度的显著影响.在调制比η=1的条件下,随着调制周期的增加,软相Cu层厚度增大,Cu/Mo多层膜总体的屈服强度和显微硬度明显下降,裂纹萌生临界应变εc和电导率则显著上升.主要原因在于,随Cu层厚度的增加,Cu晶粒尺寸增大,Cu层内晶界密度降低,使Cu层的位错运动阻力减小、塑性变形能力增强,Cu层内电子散射效应减弱.同时当Cu/Mo多层膜总厚度恒定时,多层膜中Cu层和Mo层的层间界面数量亦随Cu层厚度的增加而减少,减弱了层间界面的电子散射效应,从而使多层膜电导率得以提高.     

磁性液体密封结构中漏磁的研究

为了研究磁性液体密封结构几何参数的变化对漏磁场的影响规律,选取不同的密封间隙、极齿宽度、齿槽宽度、齿槽深度及密封级数建立物理模型,用有限元方法计算各模型的漏磁场.结果表明在密封结构的轴向和径向距离上存在某一临界值,在临界值的两侧,漏磁场磁感应强度随密封结构几种几何参数的变化趋势不同:在轴向距离大于临界值时,轴向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而增大,随级数的增加而减小,随齿宽的增大而减小,随槽宽和槽深的增大而增大;在径向距离小于临界值时,径向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而减小,随级数的增加而增大,随齿宽的增大而增大,随槽宽的增大而增大,随槽深的增大而减小;径向距离大于临界值时的情况与小于临界值时的情况刚好相反.     

梯度硬质合金结构与性能的关系

采用真空烧结-渗碳处理工艺制备了梯度结构硬质合金,通过力学性能测试、物理性能测试和光学显微分析研究了渗碳处理前的真空烧结工艺和渗碳处理时间对合金抗弯强度、冲击韧性、密度、矫顽磁力以及表层双相区厚度的影响。结果表明:在渗碳的开始阶段,合金的抗弯强度、冲击韧性以及表面硬度均随渗碳时间的延长而增大;继续延长渗碳时间,合金的力学性能开始下降;合理控制渗碳时间以便得到适当厚度的WC+Co两相区是获得高性能梯度结构硬质合金的关键因素之一;在渗碳过程中,合金的矫顽磁力和密度随渗碳时间的增加而下降,表层WC+Co两相区的厚度随渗碳时间的增加而增加。     

钒含量对新型高强钢性能的影响

为了研究钒含量对Q690-0.5Al-0.5In新型高强钢性能的影响,对添加不同钒含量的Q690-0.5Al-0.5In钢进行制备,并对试样进行了冲击性能和拉伸性能的测试与分析。结果表明:随钒含量的增加,试样的冲击吸收功、强度表现为先增大后缓慢减小,断后伸长率先减小再缓慢增大。与钒含量0.05%相比,钒含量0.2%使试样的冲击吸收功增大了23.27%,抗拉强度和屈服强度分别增大了42 MPa和25 MPa。从提高Q690-0.5Al-0.5In新型高强钢的性能出发,钒含量的最佳添加量为0.2%。     

TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金组织结构及性能的影响

采用一步烧结法, 通过改变原材料中TiN的添加量研究其对硬质合金组织结构及性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射分析仪、粗糙度测量仪、划痕测试仪等, 探究TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金物理力学性能、微观组织结构、物相组成、表面形貌以及与涂层的结合力等性能的影响。结果表明: TiN添加量在0~1.6%范围内, 随着TiN添加量的增加, 合金的相对磁饱和强度和密度减小, 矫顽磁力增大、硬度和抗弯强度增大, 合金的脱β层厚度增加, 表面粗糙度先减小后增加, 与CVD涂层的结合力先增加后减小; 当TiN添加量为0.8%时, 合金与CVD涂层的结合力最好。      

1400mm×230mm板坯结晶器流场优化的数值模拟研究

利用FLUENT对1400mm×230mm的板坯结晶器建立了描述结晶器内钢液流动的三维数学模型,以液体表面流速和射流冲击深度为主要参考指标,研究了拉速和水口插入深度对结晶器内流场的影响。结果表明:随拉速的增加,表面最大流速增大,射流冲击深度增加。当拉速超过1.2m/min时,表面最大流速增加明显;随着浸入式水口浸入深度的增加,表面最大流速减小,射流冲击深度减小,当浸入深度超过140mm时,表面流速减小明显。故满足断面要求的合理工艺参数:拉坯速度不大于1.2 m/min,且插入深度不小于140mm。     

双层复合永磁薄膜磁性能的模拟研究

利用微磁学理论模拟计算了Nd2Fe14B／α-Fe双层复合永磁薄膜的磁滞回线,并对双层膜体系的剩磁、矫顽力与软磁层厚度的关系进行了研究。结果显示,软磁层厚度小于临近尺寸时,磁滞回线为矩形,双层膜完全耦合;软磁层厚度与磁性能的关系表明,随着软磁层厚度的增加,剩磁先增大后减小,而矫顽力单调下降。     

抑制剂对超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备超细WC-Co硬质合金。研究了抑制剂的预磨时间对WC-10Co硬质合金粒度及烧结试样性能的影响。对比了相同抑制剂配比对Co含量不同的硬质合金性能的影响以及稀土对硬质合金性能的影响。结果表明:通过对晶粒长大抑制剂的预磨,其粒度明显细化。加入预磨时间为120 h的抑制剂,WC-10Co硬质合金的平均粒度为0.3μm,硬度达到92.1 HRA。相同抑制剂配比的硬质合金,硬度和致密度随Co含量的降低而增大。稀土氧化物Y2O3的加入,有利于改善硬质合金的性能。     

大方坯连铸M-EMS参数对磁场和流场分布的影响

采用数值模拟与现场实测相结合的方法,对大方坯结晶器电磁搅拌(M-EMS)过程进行了耦合数值模拟,研究了电磁搅拌参数及结晶器铜管厚度对钢液磁场和流场分布的影响。结果表明:当其他参数不变时,磁感应强度、电磁力和流速随着电流的增大而增加。磁感应强度随频率增加而减小,电磁力和流速随频率的增加而增大;且随着频率的增加,最大磁感应强度、电磁力和流速的变化值减小。对于连铸470mm×350mm大方坯,电磁搅拌电流和频率分别为550A和2Hz,结晶器铜板厚度为35mm时,能起到良好的电磁搅拌效果。     

厚度对室温沉积ZnO:Al薄膜光电特性的影响

利用直流磁控溅射法, 在室温玻璃衬底上制备了具有良好附着性的多晶ZnO∶ Al(ZAO)薄膜. 比较了室温下获得的薄膜与衬底加热条件下所得薄膜的结晶程度, 研究了厚度对室温条件下制备的ZAO薄膜表面形貌、电学性能及紫外-可见-近红外光区透光性的影响. 结果表明, 室温条件下制备的ZAO薄膜也具有(002)面择优取向, 随着膜厚的增加薄膜晶粒化程度提高, 载流子浓度和迁移率增大, 电阻率下降, 薄膜在紫外光区的吸收边发生红移, 在可见光区的平均透过率降低, 在近红外光区的透过率随厚度的增加而减小. 厚度为1200 nm的ZAO薄膜具有最佳光电综合性能, 其电阻率为7.315×10~(-4) Ω·cm, 方块电阻为6.1 Ω/□, 可见光区平均透过率达到82%, 波长为550 nm处的透过率为87%.     

高强高韧性厚规格E36船板生产工艺模拟试验

采用小炉真空冶炼150kgE36坯料,锻造后在实验室进行了热轧模拟试验和正火处理。检测结果表明,TMCP工艺下（二阶段轧制,轧后水冷速度在5～10℃/s）,随成品厚度增加,强度、断后伸长率、冲击功降低,60、70mm钢板中心处的冲击功低于标准要求,且晶粒粗大,并存在轻微带状组织;经过910℃±20℃正火处理工艺,钢板内部混晶组织得到了改善,强度略有降低,断后伸长率和冲击值明显提高。因此,钢板厚度〈40mm时可以采用TMCP工艺进行生产,而厚度〉40mm则需要进行热处理。     

基体条件对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层热冲击性能的影响

采用有限元分析软件ANSYS对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层在金属基体材质类型、厚度、半径变化时涂层的冲击热应力进行了分析。结果表明,涂层热应力及其应力梯度随着金属基体热膨胀系数增加而增大。当基体厚度超过20 mm后,其对冲击热应力的影响基本可以忽略。涂层热应力随基体半径增加而增大,当超过18 mm后,基体半径对涂层应力影响不大。