渗硼对Q235钢耐铝液腐蚀性能的影响

研究渗硼对钢耐铝液的腐蚀性能的影响,通过固体渗硼的方法在Q235表面获得渗硼层,并在750℃对未渗硼试样和渗硼试样在纯铝液中分别腐蚀1、2、3、4和5 h,测量试样的腐蚀失重、观察界面的腐蚀形貌并测定其物相,分析并研究渗硼层耐铝液腐蚀的机理。研究发现,渗硼层组织与基体结合紧密,750℃腐蚀5 h后,仍有渗硼层存在,对基体有良好的保护作用。渗硼层隔绝了铝液接触铁基体,减缓Fe_2Al_5的生长,降低剥落腐蚀概率,减缓铁基体溶解腐蚀速率,提高基体的耐铝液腐蚀性能。     

双层辉光离子渗Cr合金层组织和性能

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr，表面Cr含量约为40％，渗层厚度近50 μm.然后进行超饱和渗C，表面含C量达到2.7％左右，超过平衡碳计算值.随后进行淬火＋低温回火处理，经X射线衍射分析，合金化层碳化物类型为M23C6，M7C3，尺寸为1～2 μm.表面硬度达到HV 1 200左右.将表面冶金试样进行摩擦因数和耐磨性能试验，结果表明，表面冶金试样摩擦因数为0.21～0.28，耐磨性是Q235钢渗碳淬火试样的1.62倍.将表面冶金试样在10％的H2SO4、3.5％的NaCl水溶液和H2S富液（含H2S 5～8 g/L，NH3·H2O 20 g/L）中进行电化学腐蚀试验，结果表明，表面冶金试样在10％的H₂SO₄、3.5％的NaC1水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样分别提高了2.35，3.10，2.14倍.     

硫氯含量对TC4渗铝涂层高温腐蚀性能的影响

针对垃圾焚烧炉受热面的高温腐蚀,分析了硫/氯协同作用对涂层高温腐蚀性能的影响,以期为未来涂层服役性能的提升提供理论指导,促进垃圾焚烧发电的发展。在实验室模拟气氛（体积分数95%）+O₂（体积分数5%）条件下,对涂有Na₂SO₄盐、NaCl盐及NaCl+Na₂SO₄混合盐的TC4渗铝样品进行600 ℃的高温腐蚀实验,并利用扫描电镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对试样进行了分析。结果表明：当喷涂Na₂SO₄溶液时,涂层表面发生微弱的腐蚀;当喷涂NaCl+ Na₂SO₄（质量分数比1:2）混合盐溶液时,在涂层表面生成了多层结构的腐蚀氧化层;当喷涂NaCl溶液时,涂层表面发生了严重的腐蚀,腐蚀产物主要是富含Al、Ti的氧化物和氯化物。在腐蚀过程中,氯化钠在高温下形成Cl^-1,其穿透初期形成的氧化膜,随后生成的金属氯化物在高温下汽化,向外扩散到达表面氧分压较高的区域时又被氧化为金属氧化物,此过程连续循环,使表面的多层氧化膜不断被腐蚀,随着Cl^-1浓度的增加样品的腐蚀更加严重,但S和Cl的协同作用可以降低涂层的腐蚀速率。     

(Cr,Fe)7C3颗粒原位自生的Fe3Al基金属陶瓷涂层磨损行为

本文研究了一种以Fe₃Al金属间化合物为基相,原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒为陶瓷相的新型低成本金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能。通过投料成分的精准设计,采用真空冶金+堕气雾化的冶金方法直接制备了(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al新型复合粉末,获得碳化物原位自生于Fe₃Al基相且呈弥散分布的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层原料;采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层,并通过销-盘往复干摩擦摩擦磨损试验,研究了具有原位自生(Cr,Fe)₇C₃颗粒弥散强化的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al金属陶瓷涂层在室温及400℃下的耐摩擦磨损性能。结果表明：(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层的结合强度达到60.51Mpa,涂层硬度随温度升高衰减较慢,且在室温和400℃相应实验条件下的摩擦系数分别为0.7722和0.5634,均明显低于RuT350铸铁基体摩擦系数,400℃下其摩擦副的总磨损量仅为RuT350基体摩擦副总磨损量的50.4%,耐磨性优于Fe₃Al涂层和NiCr-Mo-Cr₃C₂涂层。(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe₃Al粘结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象,促使(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al具有较高的高温硬度,并存在大量弥散分布的细小(Cr,Fe)₇C₃晶粒,不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。研制的(Cr,Fe)₇C₃/Fe₃Al涂层新材料在400℃左右的中低温下具有优异的耐摩擦磨损性能,且原材料成本低,具有工业应用潜力。     

不同温度真空热处理对FeCrMoCBY非晶合金涂层组织结构与摩擦学性能的影响研究

深部地质钻探过程中,复杂的井下工况对钻具的钻探性能以及可靠性提出了苛刻的要求。钻具钢体表面涂覆具有耐磨耐蚀性的非晶涂层可以有效提高其服役寿命。其中Fe基非晶合金涂层因其优异的耐腐蚀抗磨损性能、较强的非晶形成能力等优势,具有重要的应用价值和较好的经济效益。本文通过大气等离子喷涂技术（Air Plasma Spray, APS）在35CrMo基体上制备得到成分为Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂ （at.%）的非晶合金涂层,并对其进行不同温度的真空热处理,探究了不同温度热处理对涂层基本性能和磨损失效机制的影响。结果表明：涂层经过真空热处理之后,生成的大量硬质相和成分均匀化使得涂层抗磨损性能提高;且随着热处理温度的提高,涂层磨损率逐渐减小。与未经热处理和750 ℃热处理的涂层相比,经过850 ℃热处理之后的涂层具有最佳的抗磨损性能,磨损率仅为未经热处理的Fe基非晶涂层的16.7%。热处理前后涂层的失效机制均为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。     

截齿齿体碳硼复合渗的性能研究

针对采煤机截齿磨损失效的问题,对其进行碳硼复合渗试验。通过XRD及扫描电镜进行渗层分析,并与专业生产厂家的标准处理工艺的试样进行了耐磨性对比试验。XRD结果表明,40CrNiMo钢碳硼复合渗后的渗硼层物相为Fe2B;扫描电镜照片测得渗层厚度约为117μm。耐磨性能测试表明,碳硼复合渗的40CrNiMo钢的耐磨性是标准试样的2.17倍。     

CVD法制备Inconel 718 高温合金表面铝化物涂层高温氧化行为研究

Inconel 718高温合金是燃气轮机和航空发动机热端部件的关键核心材料,其表面通常制备有铝化物涂层,起到提高抗氧化和热腐蚀性能的作用。理解铝化物涂层的高温氧化行为,是提高部件抗高温氧化能力的关键。采用化学气相沉 积（CVD）技术,在Inconel 718高温合金表面制备了铝化物涂层,在大气环境、950 ℃条件下开展了恒温氧化测试,采用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线能谱等手段,研究了其高温氧化行为,并与Inconel 718高温合金进行对比。结果表明：In-conel 718高温合金表面制备的CVD铝化物涂层,其表面粗糙,具有双层结构。外层为富含Ni和Al元素的β-NiAl层,平均厚度为14.1 μm,内层为富含Fe和Cr元素的σ相与富含Nb、Mo和Fe元素的Laves相共存的互扩散层,平均厚度为5.9 μm 。恒温氧化后,Inconel 718高温合金表面氧化生成了Cr₂O₃膜,而CVD铝化物涂层表面氧化生成了α-Al₂O₃膜。Cr₂O₃膜和α-Al₂O₃膜的生长都遵循抛物线型生长规律,Cr₂O₃膜的生长速率常数为0.86 μm?h^-1/2,α-Al₂O₃膜的生长速率常数为0.15 μm?h^-1/2。此外,观察发现Inconel 718 高温合金发生了内氧化,而 CVD铝化物涂层未出现内氧化,两者氧化行为差异的原因在于CVD 铝化物涂层中的β-NiAl相,其氧化生成均匀、连续、致密的α-Al₂O₃ 膜,阻止了内部金属发生进一步氧化。本研究揭示了Inconel 718高温合金和CVD铝化物涂层的抗高温氧化作用机理,为Inconel 718高温合金用高抗氧化性CVD铝化物涂层的制备及应用提供了技术支撑。     

灰口铸铁渗硼的研究

通过箱式渗硼法利用固体渗硼对灰口铸铁进行了渗硼处理,采用配置好的渗硼剂,在850℃,900℃和950℃下分别实施了时长为2h,3h,4h,5h和6h的渗硼处理。实验得出了灰口铸铁硼化层厚度、显微硬度及渗硼样品的显微组织。     

SiC颗粒包覆氧化铝隔绝膜性能研究

为了防止SiC颗粒与过渡金属在高温下混合应用时发生反应,使用流化床PECVD在名义粒度80目SiC颗粒表面镀覆完整的Al₂O₃隔绝膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对膜层的形态、组成和物相进行了表征,利用混合烧结法模拟SiC颗粒与过渡金属在高温下混合应用的状态。膜层厚度在4微米以上,膜层主要成分为无定形氧化铝,和少量含碳杂质。在700 ℃/1060 ℃的温度和空气氛围中保温12小时,膜层发生相变,生成γ-Al₂O₃/α-Al₂O₃。经高温真空腐蚀实验验证,证实膜层有效防止SiC与Ni等过渡金属反应,提高了SiC颗粒高温应用的性能。     

软包装锂离子电池铝塑膜的腐蚀研究

本文研究了软包锂电池铝塑膜的腐蚀条件。结果表明,发生腐蚀需同时满足以下三个条件：(a)铝塑膜中铝层与负极短路;(b)铝塑膜中铝层与电解液连通;(c)电池电压大于0.5V。EDS测试表明,腐蚀产物表面有F元素,认为铝塑膜腐蚀主要是其中间铝层与电解液发生反应。XRD测试表明,腐蚀产物中含有单质铝,这可能是由于铝层与含有LiPF₆的电解液反应时,表面形成了一层含F的钝化膜而阻止了铝被继续腐蚀。SEM测试表明,腐蚀产物表面有层包覆物。CV测试表明,腐蚀需在外电压大于0.5V时,才有可能发生。     

溶剂对膨润土微纳米化的影响研究

以粒径分布、SEM和XRD分析为主要表征方法,从片层疏离程度和团聚体颗粒大小这两个方面综合评价水、异丙醇和二甲苯等6种溶剂对膨润土微纳米化的影响。实验表明,质量分数对水相膨润土的粒度分布影响显著,膨润土质量分数从5%下降到0.5%时,其最大粒径分布从4310nm快速下降到712nm,但即使质量分数低至0.1%,膨润土仍难以达到单片层的理想分布。不同溶剂对膨润土分散作用差别较大,水分散的膨润土颗粒结构致密,片层间隙不明显;乙醇、二甲苯、丙酮以及异丙醇分散的膨润土颗粒粒径均一,分别集中在380 nm、390nm、530nm和650 nm,且颗粒片层边缘剥离,片层间距明显,颗粒疏松;小角度XRD分析也进一步证明乙醇和异丙醇对膨润土有一定的插层作用。乙醇、二甲苯、丙酮及异丙醇对膨润土会产生明显的微纳米化效应。     

城市地铁转弯段施工对近邻桥基的影响研究

结合北京地铁10号线国贸站转弯段施工对邻近桥基影响的这一实际工程问题，运用ABAQUS软件，在对施工过程进行动态模拟的同时，重点研究了施工过程中19—3号桥基的变形和受力性态以及桩土相互作用机理，并将部分计算结果与量测结果进行了比较，取得了一系列的成果。研究表明，施工期间桥幕没有工程安全隐患，既有的施工方案是合理可行的。     

基于CFD的轴向间隙对轴流式通风机性能影响的研究

利用CFD技术,对矿用小型轴流式通风机进行了数值计算,分析了叶片与后导叶之间的轴向间隙对风机性能的影响。结果表明,轴向间隙在一定范围内减小,使风机流量和全压均增大,全压效率有所提升,有利于提高通风机性能。     

淋滤作用影响生活固体废弃物沉降的室内试验研究

依据作者设计的试验，研究了淋滤液在淋滤过程中对城市生活固体废弃物（MSW）沉降变形的影响。分析了影响试验数据的各种因素的变化，以及在这些因素作用下垂直有效应力沿深度方向的衰减规律。试验数据验证了上述分析的正确性。试验发现，淋滤作用有利于垂直有效应力的传递；淋滤液的自重和浸润作用都将影响MSW的压缩沉降。     

水分对褐煤微观特性的影响研究

为了研究水分对褐煤微观特性的影响,采用低温真空干燥的方式对褐煤进行处理得到水分含量不同的褐煤,并对实验的3种煤样进行比表面积及孔径分析、自燃倾向性分析、原位红外光谱分析,结果表明:随着煤样水分的增大,煤样的最可几孔径逐渐增大,煤样的孔体积、比表面积和微分孔体积等表征煤样孔隙特征的参数与最可几孔径均有密不可分的联系;随着煤样水分的增大,煤样的物理吸氧量逐渐减小,减缓程度逐渐降低,煤样自燃倾向性加强,由Ⅱ类转向Ⅰ类;煤样中羟基、羧基及醚键会随着水分含量的降低而逐渐降低。     

基于滑动的齿轮摩擦问题的研究

推导了渐开线圆柱齿轮副相对滑动率的计算公式 ,分析了相对滑动率对齿轮磨损、相啮合的摩擦力矩与弹流润滑等问题的影响     

振动截割在掘进机上的应用研究

本文介绍了ELMB-75C型振动截割式掘进机和井下试验情况,显示振动截割技术的先进性、实用性和经济性。     

围压卸荷对矿柱破坏模式影响分析

利用东北大学岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),研究了围压卸荷对矿柱破坏模式的影响。通过对不同围压卸荷方式中岩石试件的应力积累、裂隙扩展及整个破坏过程进行分析,得出了围压卸荷条件下矿柱的破坏规律。数值计算结果表明,当轴向载荷超过岩石试样的单轴抗压强度时,对试件围压实施一次卸荷容易引起岩石剧烈的脆性破坏,而对试件实施围压逐步卸荷,岩石试件则呈现出较明显的延性特征,其内部积累的能量随着卸荷步骤逐渐释放出来,能避免岩石发生剧烈脆性破坏。这一结果对指导采场开挖过程中,保护采场以及矿柱的稳定具有重要的理论意义。     

掺合料对干粉砂浆性能的影响研究

研究了粉煤灰、矿粉和石膏3种掺合料取代水泥用量对干粉砂浆性能的影响.结果表明,粉煤灰、矿粉和石膏复合掺加取代水泥,可使砂浆中矿粉的活性得到较好激发;增稠保湿剂(RX1与HPMC按9∶1质量比复配)掺量0.6％时,砂浆的稠度和保水性较好;当矿粉掺量为30％、粉煤灰、石膏掺量均为10％时,加入增稠保湿剂,砂浆强度等级能够满足M10要求.     

基于综放端面控制的支架支护参数研究

神华神东布尔台煤矿改变开采工艺后,需要对液压支架支护参数进行优化,理论分析综放端面煤岩体片帮冒落与支架参数支架关系,运用数值模拟方法,建立综放端面煤体片帮冒顶模型,对液压支架参数与端面煤岩体片帮冒落相互关系进行模拟。结果表明支架工作阻力与梁端距是影响支架控制效果的关键参数。