TiAl基合金离子渗氮与耐磨性研究

对TiAl基合金高温离子渗氮后的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究.结果表明：经高温离子渗氮处理后,TiAl基合金的渗层组织是由Ti2AlN、TiN和AlTi3化合物层与过渡层组成;对处理前后试样的表面硬度与耐磨性的研究显示,经不同工艺处理的试样其表面硬度和耐磨性显著提高.     

TiAl基合金离子渗氮与耐磨性研究

对TiAl基合金高温离子渗氮后的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究。结果表明:经高温离子渗氮处理后,TiAl基合金的渗层组织是由Ti2AlN、TiN和AlTi3化合物层与过渡层组成;对处理前后试样的表面硬度与耐磨性的研究显示,经不同工艺处理的试样其表面硬度和耐磨性显著提高。     

TiAl基合金离子渗碳与高温抗氧化性研究

研究了辉光离子渗碳处理对TiAl基合金的渗层组织、表面硬度和抗高温氧化性的影响。实验显示,渗碳处理可在TiAl基合金的表面形成由碳化物和过渡层组成的复合相结构,经不同渗碳处理的试样,其表面硬度和抗高温氧化性均得到明显提高。     

TiAl基合金的辉光离子渗氮试验

研究了TiAl基合金的辉光离子渗氮。渗氮气氛为NH3,渗氮温度分别为850℃、900℃、950℃,渗氮时间分别采用2h到12h不等。结果表明:TiAl基合金经辉光离子渗氮后,在表面形成由氮化物层和过渡层组成的氮化层,氮化层形成速度明显快于高温气体渗氮。采用NH3气氛、900℃×9h工艺参数时,渗层厚度可达12μm,渗层的显微硬度值可达1097HV0.1。     

TiAl基合金高温气体渗氮

研究了TiAl基合金在氨气中进行的高温渗氮行为,采用XRD和EPMA对渗氮层进行的测试分析显示,渗层由TiN和Ti2AlN组成。其中TiN分布于外层而TiAlN分布于内层。通过对渗氮前后的合金表面硬度和耐磨性的对比结果表明：经过不同工艺渗氮的试样其表面硬度及其耐磨性都有不同程度的提高,当渗氮温度提高到940℃,渗氮时间延长到50h,试样的表面努氏硬度可达1286kg/mm^2。     

离子渗氮AISI 420马氏体不锈钢耐蚀行为研究

采用不同温度对AISI 420马氏体不锈钢进行离子渗氮处理.借助光学显微镜和X射线衍射(XRD)技术分析了渗氮层的微观组织结构,利用显微硬度计测试了渗氮层的硬度分布,通过电化学极化曲线测试和盐雾腐蚀试验研究了离子渗氮AISI 420不锈钢在模拟工业环境中的腐蚀行为.结果表明:AISI 420不锈钢350℃低温离子渗氮层由ε-Fe3N和N过饱和固溶体αN相组成,其化学稳定性高,加之固溶Cr元素的联合作用,明显提高了AISI 420不锈钢基材的腐蚀抗力.AISI 420钢经450℃和550℃渗氮处理,渗氮层中的αN分解成了α相和CrN,造成基体贫Cr,降低了基材的耐蚀性能.马氏体不锈钢低温离子渗氮处理不仅可以提高表面硬度,而且可以获得良好的耐蚀性能.     

F51双相不锈钢离子渗氮层的组织与性能

目的提高F51双相不锈钢的硬度以及耐磨性能。方法将F51双相不锈钢进行低温(450℃)和高温(550℃)离子渗氮处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察F51双相不锈钢渗氮层的微观组织,利用X射线衍射(XRD)方法对渗氮层沿深度方向相组成的变化进行分析,采用显微硬度计、摩擦磨损实验机分别对渗氮层的显微硬度及耐磨性能进行测试,采用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)对磨痕形貌进行观察。结果F51双相不锈钢低温渗氮层主要由N相组成,由表及里为N N+N(少量);高温渗氮层主要由CrN+N相组成,由表及里为CrN+N N+N。高温渗氮层厚度约为低温渗氮层厚度的3倍。低温渗氮样品的平均表面硬度约为基体表面硬度的3.5倍;高温渗氮样品的平均表面硬度约为基体硬度的4倍。基体的摩擦系数约为0.71,低温和高温渗氮处理后样品的摩擦系数大大降低,分别为0.24和0.17。渗氮样品磨痕的宽度和深度较基体显著降低。结论F51双相不锈钢低温渗氮层主要由N相组成,高温渗氮层主要由CrN+N相组成,两种温度渗氮后的样品硬度和耐磨性均得到显著提高。     

扩散铝涂层对TiAl合金高温摩擦磨损性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,并进行720℃×4 h高温扩散处理。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层;经扩散处理后,膜层中纯铝相消失,形成了表面氧化层Al2O3和中间扩散层TiAl3,膜层硬度明显增加,显著提高了TiAl合金基材的抗高温摩擦磨损性能。     

低温离子渗氮时间对304不锈钢渗层的影响

对304奥氏体不锈钢进行400 ℃不同时间的离子渗氮处理.利用光学显微镜、轮廓仪、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了经渗氮处理后试样改性层的表面形貌、微观结构、相组成和性能等.结果表明,随着渗氮时间的延长,试样表面的粗糙度、渗层厚度、表面氮含量、显微硬度基本呈线性增加;X射线衍射分析表明,在400 ℃不同时间的渗氮层为单一S相,并无CrN相析出.     

TiAl基合金的辉光离子碳氮共渗研究

对TiAl基合金辉光离子碳氮共渗层组织与硬度进行了分析，结果表明，TiAl基合金经过碳氟共渗后可在表面形成碳、氮化合物的复合相结构，在金相显微镜下观察为灰暗色。随着共渗温度的升高和时间的延长，表层硬度逐渐提高。因此，TiAl基合金经过辉光离子碳氮共渗可达到既提高抗高温氧化性．又提高耐磨性的双重效果。     

等离子堆焊Q235电解打壳锤头的组织和性能

采用等离子堆焊技术在Q235铝电解打壳锤头表面堆焊F40合金粉末熔覆层。利用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等分析等离子堆焊层的微观组织、微区成分和硬度分布。利用磨擦磨损仪对试样进行耐磨性测试,通过恒电位法评估堆焊层和基体的耐蚀性能。结果表明,堆焊层与基体形成了良好的冶金结合,堆焊层为典型的柱状晶组织。等离子堆焊层平均显微硬度为444HV0.1,为基体的2倍;耐磨性为基体的1.6倍;腐蚀速率Rcorr为3.524×10-4 mm/a,为基体的1/(4.2×104)。等离子堆焊后Q235钢材料的耐磨性、硬度和耐腐蚀性均有显著提高,有望提高电解铝打壳锤头的耐磨耐蚀性能。     

稀土元素对油管激光合金化层组织及性能影响

在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B4C-La2O3合金粉末,通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化层,研究La2O3添加量对激光合金化层组织和性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计对合金化层的组织及显微硬度进行测试分析,利用电化学测试系统测试合金化层的动电位极化曲线。结果表明,La2O3添加量影响N80油管表面激光合金化层原位生成TiB2,TiC相的尺寸及分布、硬度及耐蚀性。当La2O3的加入量为0.5%时,激光合金化层中TiB2,TiC增强相细小且分布均匀,硬度最高,耐蚀性得到改善。     

大气下纯镁表面扩散锌钇渗层组织和性能

大气下采用固态扩散锌钇共渗的方法,在390℃对纯镁进行表面合金化改性处理。采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度、电化学腐蚀极化曲线测试等方法分析渗层的组织结构、显微硬度和耐蚀性能。结果表明,经表面合金化处理,在纯镁表面获得了致密的渗层,厚约900μm。渗层由过渡层和合金反应层两部分组成,过渡层是α-Mg固溶体,合金反应层由大量的Mg7Zn3和α-Mg固溶体及α-Mg和MgZn片层状共晶组织组成,材料表层的显微硬度有很大提高,平均硬度约为纯镁的4倍,自腐蚀电位比纯镁正移87mV,自腐蚀电流密度降低了约1个数量级,耐腐蚀性能明显改善。     

AISI 410钢膏剂渗硼工艺渗层的组织与性能

通过膏剂渗硼工艺对AISI 410钢进行表面强化,分析了渗硼层的组织形貌,并测试了其硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明,渗硼层主要由FeB、Fe₂B相组成,渗硼层/母材的结合界面较平坦;渗硼层外渗区硬度达1400 HV0.5以上,内渗区硬度达1100 HV0.5以上;渗硼处理后试样表面摩擦因数和截面磨痕面积显著减小,耐磨损性能得到改善;在电化学腐蚀试验中,渗硼试样自腐蚀电位大于母材试样、自腐蚀电流密度小于母材试样,说明渗硼处理降低了AISI 410钢表面的腐蚀倾向,其表面耐蚀性得到提高。     

硬质粒子扰动对电铸铜微观结构与性能的影响

在铜的电铸过程中，通过陶瓷微珠等硬质粒子摩擦和扰动电铸层表面来改善电铸层的质量。对所制备的铜电铸层的表面形貌、织构等微观结构和显微硬度、抗腐蚀等性能进行测试和分析，并与传统方法所制备的铜电铸层相比较。结果表明：硬质粒子在电铸过程中对电铸层表面的摩擦和扰动具有显著的除瘤和整平作用，使所制备的铜电铸层外观光亮平整，显著改变其微观结构和性能；铜电铸层各晶面的衍射强度降低，（200）晶面的择优程度减小，（111）晶面的择优程度增大；显微硬度值由HV156增至HV221；抗腐蚀性能显著提高，在NaCl溶液中的腐蚀速率降低了20％。     

表面纳米化Zr-4合金组织和性能热稳定性研究

采用表面机械研磨法(SMAT)对Zr-4合金进行处理,在其表面制备出纳米结构表层,并在不同温度下对其进行退火。利用偏光显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、显微硬度计和电化学测量仪等分析手段,研究了SMAT处理Zr-4合金经不同温度退火后,其纳米表层组织、硬度的热稳定性,以及退火对耐腐蚀性能的影响。结果表明,SMAT处理Zr-4合金经低于350℃退火,其表层纳米晶组织、晶粒尺寸、显微硬度具有一定的热稳定性;Zr-4合金经SMAT处理实现表面纳米化后,其在1 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性能降低,进一步对其在低于350 ℃进行退火,其耐腐蚀性能得到改善,且退火后的耐腐蚀性能要优于原始未经SMAT处理的Zr-4合金     

Cr3C2对镍基碳化钨激光熔覆层组织与性能的影响

研究了不同Cr3C2加入量对镍基碳化钨熔覆层显微组织、横截面微观硬度、耐蚀性及耐磨性的影响。结果表明,Cr3C2使熔覆层质量得到改善,涂层中花状、鱼骨状枝晶组织基本消失,组织主要由浅白色块状、黑色不规则块状、浅黑色菱角状组织以及未熔WC颗粒组成。当Cr3C2加入量为10%时,组织中裂纹、气孔等缺陷基本清除,未发现WC的聚集和桥接,熔覆层显微硬度及耐蚀性均有所提高,硬度分布更加均匀。干滑动摩擦摩损试验时,熔覆层表面磨粒磨损特征的犁沟相对较浅,没有WC粒子脱落现象。     

Study on laser surface melting of AZ31B magnesium alloy with different ultrasonic vibration amplitude

The laser surface melted layers were fabricated on AZ31B magnesium alloy by ultrasonic vibration-assisted using with different vibration amplitude. Microstructural evolution and corrosion resistance were studied systematically. The uniformity and compactness of the microstructure can be get further improved with the increase of vibration amplitude, while the coarse microstructure is observed at an even higher vibration amplitude. The melted layer with a reasonable vibration amplitude at the maximum outputs of 80% possess the highest microhardness, and the lowest corrosion current density as well as the minimal corrosion rate than the substrate. The results of electrochemical impedance spectra (EIS) and corrosion morphology are in agreement with potentiodynamic polarisation measurements, the charge transfer resistance (Rct) and corrosion area of the sample at 80% vibration amplitude are highest and smallest, respectively. Experimental results revealed that the melted layer fabricated at 80% of the maximum vibration amplitude output value exhibit the best anti-corrosion performance.     

激光增材制造技术在核电堆内构件304LN不锈钢大型复杂结构件上的应用

为了提高304LN不锈钢的耐磨性,延长控制棒导向筒组件使用寿命,采用激光熔覆技术在304LN不锈钢表面制备了Stellite 6钴基熔覆层.利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、腐蚀试验装置等多种试验测试设备,分析了熔覆层组织形貌、成分、显微硬度、摩擦磨损性能及腐蚀行为,确定了多道多层钴基熔覆层的工艺参数.结果表明,熔覆层与基体之间形成了冶金结合,显微组织主要由平面晶区、胞状和柱状晶区、树枝晶区和等轴晶区组成.熔覆层硬度为500 ~ 550 HV,摩擦磨损系数为0.30 ~ 0.35,熔覆层均匀腐蚀速率和缝隙腐蚀速率分别为0.153 和0.143 mg/(dm²·d). 激光熔覆钴基合金可以有效提高304LN不锈钢表面的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能.     

钢铁成分及添加元素对热镀锌组织和性能的影响

介绍了钢中元素(C、Si、P、Cu和Ti)对热镀锌组织和性能的影响。结果表明:通过向锌液中添加Al、Mg、Ni和微量稀土,合金的晶粒得到明显细化,组织得到改善,而且更加致密均匀,镀层厚度得到一定的减薄,从而提高了合金镀层的耐蚀性。