电子束扫描对熔化区显微组织及性能的影响

为提高H13模具钢的使用寿命,采用热喷涂技术在H13钢表面制备Ni60A合金层,利用电子束扫描的方法处理表面合金层。研究电子束扫描处理对H13钢表面合金层及基体熔化区组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对H13钢电子束表面合金层及基体熔化区的显微组织、成分、硬度和耐磨性进行分析测试。结果表明：经电子束扫描后,Ni60A合金层与H13钢基体完全熔合在一起,形成冶金结合,扫描处的组织形态可以分为4个区域：即熔化区、过渡区、热影响区和基体。合金层组织由层片状组织转变为短小的枝晶和柱状晶,H13钢基体熔化区的组织可分为： 熔池上部的等轴晶区、熔池中部的柱状晶区和熔池底部的枝晶区。合金层的显微硬度值为340~380 HV0.1,比未处理前Ni60A合金层的硬度有所提高,磨损形式主要为磨粒磨损和断续的较浅的犁沟磨损,在整个磨损试验过程中磨损失重很小,耐磨性得到提高。     

聚焦光束表面合金化机理和工艺的研究

采用SEM、X射线、光学显微镜、显微硬度计等手段研究了高能密度光束表面合金化的机理和工艺.用NiCrBSi合金粉末对灰口铸铁表面实现光束合金化的实验研究表明,光束线能量及合金粉末用量是表面合金化区合金化程度的重要决定因素.合金化程度低的合金化层微观组织具有亚共晶特征,莱氏体中的碳化物为Fe3C,部分γ-Fe转变为马氏体.合金化程度高的合金化层微观组织为γ-(Fe,Ni)奥氏体基底上弥散分布的Fe23(CB)6球状碳化物.碳化物形态的改变及常温奥氏体量的增加使合金化层表面硬度降低,但有利于韧性和耐腐蚀性能的改善.     

消失模镁合金表面合金化/陶瓷化复合层研究

采用消失模铸造工艺,进行了镁合金表面制备合金化/陶瓷化复合层研究。选用金属铝粉作为合金化主要元素,PbO-ZnO-Na2 O系低温玻璃粉为制备陶瓷涂层的主要材料。在真空度为-0.06 MPa,温度为800℃条件下浇注,在基体的表面形成了一定厚度合金化/陶瓷化复合层,用来提高基体的耐磨和耐蚀性。扫描电镜、线扫描分析、能谱分析用于研究复合层的微观组织结构和成分分布。与单一的表面陶瓷化相比,表面的陶瓷层和合金层形成良好的结合界面。显微硬度测试表明,从表面至基体复合层的硬度成梯状分布,硬度值的变化与单一的陶瓷层相比有一个过渡区,合金层有利于提高表面陶瓷层与基体的界面结合质量。     

纳米Fe-Al粉电子束改性铝合金的组织和性能

利用电子束扫描技术对铝合金ADC12表面进行纳米合金化处理,探讨电子束扫描技术对铝合金组织和性能的影响;通过添加不同比例的纳米Al-Fe混合粉末,分别用扫描电子显微镜(SEM)、EDAX能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等设备对合金层的组织、物相构成、硬度以及摩擦磨损性能进行分析测试,确定合金化纳米混合粉的最佳配比.结果表明:电子束纳米Al-Fe合金化可以提高铝合金材料的硬度、增加耐磨性;随着混合粉中纳米Fe粉含量的增加,合金层中合金硬质强化相逐渐增多,合金化层的硬度和耐磨性也逐渐提高,硬度最高可达800 HV,但组织中会出现裂纹且均匀性不好.当混合粉中纳米Fe粉含量为50％时,合金化层的硬度和耐磨性能较好,其耐热硬度,在675 K时硬度可达到300 ～ 400 HV,其磨损量仅为铝合金基材的1/6.     

45钢激光合金化铬钼硼的显微组织及抗蚀性能

为改善45钢制件表面耐腐蚀性,采用CO2激光在45钢表面合金化铬钼硼以获得高耐蚀性的合金复合涂层。采用X射线衍射仪、金相显微镜、SEM和多功能微机电化学分析仪对合金化层的显微组织及性能进行了研究。结果表明,合金元素与基材实现了良好的冶金结合。合金层组织主要是胞状晶,在晶粒和晶界上弥散分布着通过原位结合形成的高硬度碳化物。合金层的相成分为Fe–Cr、FeB2、CrB2、MoC、Fe3(C,Mo)及Fe3C等;在合金化层内部硬度最高为860 HV,比基材提高了将近3倍,合金化层在盐酸中的抗腐蚀性能也显著提高。     

中碳钢表面铸渗合金化层组织和性能研究

采用涂料法在铸件表面铸渗硼、铬和碳等形成硬度较高的表面合金化层,研究了涂料配比对铸件表面合金化层组织和性能的影响.实验证明,所形成的合金化层由三部分组成:亚共晶层、共析层和基体;随着涂料中铬和碳含量的增加,合金化层的厚度也随之增加,而且硬度也整体提高.     

激光处理FeCrMo及FeCrNiMo表面合金层的耐蚀性能

利用2kW连续皮CO~2激光器对低合金钢A131进行了激光表面合金化处理,形成了FeCrMo及FeCrNiMo表面合金层。研究结果表明,具有最佳耐蚀性的合金粉末配比为:(Cr+Ni):Mo=8:1,其中Cr:Ni=2:1,其激光熔区的室温组织为奥氏体。对激光处理工艺的研究结果表明,双道扫描由于第二相杂质含量相对较高以及不同道次之间搭接处的不均匀,其钝化性能较单道扫描差。     

氮合金化堆焊硬面合金组织与耐高温磨损性能

对马氏体不锈钢堆焊硬而合金进行了氮合金化,研究了其组织和耐高温磨损性能.结果表明,氮合金化马氏体不锈钢堆焊层显微组织主要为马氏体和铌、钛的复合碳氮化物;堆焊马氏体不锈钢硬面合金与碳钢的高温金属间磨损,为碳钢表面高温下形成的氧化皮,粘着于堆焊马氏体不锈钢硬面合金表面,导致堆焊马氏体不锈钢硬面合金产生磨粒磨损.氮合金化堆焊...     

铸渗铬合金层组织特征分析

通过扫描电镜、能谱分析等方法，对铸铁件和铸钢件表面渗铬层的组织进行了研究。结果表明，铸铁渗铬层是由熔合层、钎焊层和烧结层三个不同组织区域构成的；而铸钢渗铬层仅由熔合层和烧结层构成。     

45钢激光WC合金化组织与性能的研究

在45钢表面进行了碳化钨(WC)激光合金化实验,利用金相显微镜、维氏硬度计等设备检测了合金化层的组织和性能.实验表明:激光合金化层组织致密,晶粒细化,与基体呈冶金结合.其中,合金化区为含碳量过饱和的奥氏体树枝晶组织,热影响区为板条状淬火马氏体组织.合金化区平均硬度700 HV0.2,相变硬化区平均硬度550 HV0.2,硬度呈梯度过渡.通过与氮化试样的比较,表明激光合金化试样的强化层深度、平均硬度均高于氮化试样.45钢零件经激光合金强化后,使用寿命大大提高.     

消失模铸渗成形工艺研究及应用

利用正交实验研究了消失模铸渗工艺中增强体粒度、溶剂加入量、粘结剂加入量和浇注位置等因素对铸渗工艺的影响,得出了配比方案.在车钩零件局部表面制备了钨铬复合层,分析了渗层的组织和性能.结果表明渗层与基体过渡明显,形成了良好的冶金结合,且渗层中含大量硬度高的抗磨骨架-钨和铬的碳化物,这些碳化物提高了复合材料的耐磨性能.     

双辉等离子渗钽对TiAlN/Ta复合涂层结构和性能的影响

采用Ta层作为过渡层,通过双辉等离子渗金属（DGPSA）与射频磁控溅射（RFMS）辅助直流脉冲磁控溅射技术（DCPMS）制备TiAlN/Ta复合涂层。借助掠入射XRD、SEM、AFM、纳米压痕、划痕以及摩擦磨损测试了不同工艺制备的Ta过渡层对复合涂层的相结构、表面（截面）形貌、硬度、结合力、韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiAlN复合涂层在高偏压作用下结构致密,RFMS技术制备的Ta过渡层为柱状晶结构,复合涂层表面粗糙度较小,硬度较大而磨损稳定性和耐磨性较差;而DGPSA技术制备的Ta过渡层为纳米晶结构,复合涂层表面粗糙度较大,硬度降低但磨损稳定性与耐磨性都增强。对比发现,通过DGPSA技术制备Ta过渡层使得TiAlN/Ta复合涂层的结合力与韧性大幅度提高。     

Research of precise pulse plasma arc powder welding technology of thin-walled inner hole parts

The inner hole parts played an oriented or supporting role in engineering machinery and equipment,which are prone to appear surface damages such as wear,strain and corrosion.The precise pulse plasma arc powder welding method is used for surface damage repairing of inner hole parts in this paper.The working principle and process of the technology are illustrated,and the microstructure and property of repairing layer by precise pulse plasma powder welding and CO2gas shielded welding are tested and observed by microscope,micro hardness tester and X-ray residual stress tester etc.Results showed that the substrate deformation of thin-walled inner hole parts samples by precise pulse plasma powder welding is relatively small.The repair layer and substrate is metallurgical bonding,the transition zones(including fusion zone and heat affected zone)are relatively narrow and the welding quality is good.It showed that the thin-walled inner hole parts can be repaired by this technology and equipment.     

高黏附性超疏水表面的制备及耐腐蚀性

利用电化学沉积技术在碳钢基底上制备了Co-Ni过渡层,再通过双辉等离子表面合金化技术(DGPSA)在过渡层上沉积了Cr涂层,经全氟辛基三氯硅烷(PFTEOS)溶液修饰后,制备出了具有高黏附性的超疏水表面。利用扫描电镜(SEM)、EDS、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪、电化学测试等方法表征了涂层的形貌、物相组成、润湿性能、粘附性以及耐腐蚀性能,探究了DGPSA技术不同沉积时间对Cr涂层表面形貌和润湿性能的影响。结果表明,在沉积温度为750 ℃,沉积时间30 min 时,制备出了具有微纳米乳突状结构的高黏附性超疏水表面,水滴接触角达到159°,水滴在样品倾斜180°也不发生滚落。电化学测试结果证明制备的超疏水表面具有出色的耐腐蚀性能,对碳钢基底起到了良好的腐蚀防护作用。     

钢侧偏束电子束焊接纯铝/Q235异种金属接头试验

采用钢侧偏束电子束焊接方法对铝/钢异种金属接头进行了连接,对接头组织和相组成进行了分析,并对接头抗拉强度进行了了测试.结果表明,钢侧结合良好,焊缝组织均匀,铝侧熔合区存在过渡层,其内有金属间化合物层存在.适当的钢侧偏束量能够提高接头强度,在文中试验范围内,在偏束量为0.5 mm时获得了相对最高的抗拉强度69 MPa.金属间化合层的存在弱化了接头强度,断裂呈脆性特征.     

表层石墨球化的灰铸铁件外表层片状石墨的防止

利用含有稀土的涂料实现了表层石墨球化的灰铸铁件,其组织形态由外到内依次为球化区、过渡区和灰铸铁本体。生产中发现,在某些条件下,已经实现了表层石墨球化的灰铸铁件的外表层又出现片状石墨。为防止这种现象发生,进行了研究。     

镁合金表面锌合金化层组织及性能研究

采用消失模铸造方法在镁合金表面制备了一层锌合金化层,并对合金化层进行了光学显微分析、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射及腐蚀性能分析.研究结果表明:当充型到合金化涂料层表面的镁合金液体温度较低时,镁合金表面锌合金化层才能形成;合金化层的组成物相为Mg17Al12、Al5Mg11Zn4、Zn、Mg;合金化过程中锌一方面可以参与合金化反应形成蜂窝状物质Al5Mg11Zn4,另一方面可以诱导镁合金表面形成Mg17Al12和α-Mg组成的共晶组织;经合金化后的镁合金自腐蚀电位升高,自腐蚀电流下降,耐蚀性能上升.     

纯钛表面Zr-N等离子合金化(英文)

为了改善纯钛的表面性能,利用等离子表面合金化技术在纯钛表面形成Zr-N改性层。对Zr-N改性层的微结构、成分及硬度进行测试,并对改性层形成及表面硬度提高的机理进行分析。利用球-盘磨损试验对表面改性纯钛的摩擦学性能进行研究。结果表明,在纯钛表面形成了均匀致密的Zr-N改性层,改性层由表面Zr-N化合物层和基体内Zr、N的扩散层构成。Zr-N表面改性层显著提高了纯钛的表面硬度,表层的最高硬度约为HK1040。Zr-N表面改性层没有减摩效果,但明显改善了纯钛的磨损性能。     

Effect of Ternary Elements on the Oxidation Behavior of Aluminized TiAl Alloys

The effects of ternary elements added to TiAl on the coating layer formed by the pack-aluminizing process was studied with respect to oxidation resistance and mechanical properties. All the TiAl specimens, with various amounts of Nb, Cr, Fe, and V, were pack aluminized under identical conditions using a high-activity process. Among the ternary alloying elements tested, Nb showed the best property of the TiAl₃ coating layer formed on the surface and, consequently, the best oxidation resistance. The TiAl₃ coating layer becomes thicker and has a finer grain size as the content of Nb or Cr is increased. Microhardness tests revealed that the addition of Nb or Cr improved the toughness of the coating layer and thus improved the cracking resistance. Cyclic oxidation tests showed that the TiAl₃ coating layer formed on the TiAl alloy has better oxidation resistance with increasing Nb content. The ductility and oxidation resistance of the TiAl₃ coating layers improved with Nb addition, which contributes to the grain refinement of TiAl₃. The Nb present in the TiAl₃ coating layer inhibits grain growth by the solute-drag effect and retards inward diffusion of Al to the TiAl matrix by forming (Nb, Ti)Al₃ precipitates during high-temperature oxidation.     

铝硅合金表面激光Cr／WC梯度层组织及抗微动磨损性能研究

利用5kWCO2激光器对铸造铝硅合金表面进行两次激光辐照,先后将不同成分的预置合金粉末和基体材料一起熔化后迅速凝固,在其表面获得Cr/WC激光表面梯度层,并对它们的显微组织进行分析,发现在表面梯度层中存在大量的Al/Cr化合物Al9Cr4。在激光表面梯度层中自表及里显微硬度基本呈连续变化趋势,而单次激光表面合金化层与基体之间的显微硬度值有一突变,在基体和激光表面改性层的微动磨损试验中发现,激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强,磨损机制不同于铝硅合金基体,而表现出较好的抗粘着损伤性能。