Cu-30Ni合金机械冲击表面纳米化组织和性能(英文)

采用大应力塑性变形(机械冲击)技术对Cu-30Ni合金表面进行纳米化处理。利用原子力显微镜技术、纳米压痕试样、显微硬度测量、电化学分析和电子功函数等手段分别测试原始样品、大应力塑性变形纳米化处理样品的晶粒尺寸、力学性能、腐蚀性能。结果表明,与原始样品相比,大应力塑性变形纳米化处理样品的表面晶粒尺寸达到40nm;力学性能显著改善。电化学测试表明,表面纳米化提高了合金的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能变化与电子功函数变化一致。机械冲击工艺技术能够使Cu-30Ni合金表面纳米化,从而提高了表面力学性能和耐腐蚀性能。     

Ti834合金激光冲击强化层显微组织及性能研究

激光冲击强化(Laser shock processing 简称LSP)又称激光喷丸,是一项新的表面强化处理技术。本文采用表面粗糙度仪、X射线衍射仪、显微硬度计分析了激光冲击前后Ti834合金的表面粗糙度、残余应力及显微硬度分布规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对冲击区域表面形貌及显微组织进行了表征。试验结果表明,Ti834钛合金经激光冲击处理后表面粗糙度、显微硬度和残余压应力均随激光冲击次数的增加而增大。经一次冲击和两次冲击后形成的强化层深度分别为170μm和265μm。由冲击波诱导形成的塑性变形层内可观察到大量位错缠结现象,LSP后位错密度的增加以及形变孪晶的出现有利于提升Ti834合金的机械性能。     

基板材料对激光熔化沉积制造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织、织构、相和显微硬度的影响

本文研究了基体材料对激光熔化沉积Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织、织构、相组成和硬度的影响。随着沉积层数的增加,沉积层的显微组织由网篮状结构向等轴状结构转变,最终演变为层状结构。α2(Ti3Al)相逐渐减少,γ(TiAl)相逐渐增多。不同的TiAl合金层具有不同的显微硬度。随着沉积层数的增加,显微硬度降低。研究结果对于激光沉积制造TiAl合金制备具有可接受的组织、织构、相组成和显微硬度具有参考价值。     

热处理对激光立体成形新型Ti-6Al-6Mo合金显微组织和硬度的影响

以混合元素粉末为原料,采用激光立体成形(Laser solid forming, LSF)技术制备新型Ti-6Al-6Mo合金。研究了沉积态试样的显微组织以及固溶时效处理对合金显微组织形成及硬度的影响。结果表明,本研究所采用的热处理制度对原始β晶粒形貌没有显著的影响;固溶温度、固溶时间和固溶后的冷却方式对原始β晶粒中α相的形貌和尺寸以及LSF Ti-6Al-6Mo合金的显微硬度均有显著影响。当时效时间超过4小时后,随着时效时间的延长,合金的显微组织和显微硬度均未产生明显变化。基于不同热处理条件下LSF Ti-6Al-6Mo合金中初生α板条和次生α板条的析出机制及其对β基体的强化作用分析,揭示了热处理对LSF Ti-6Al-6Mo合金的显微组织和显微硬度的影响机理。     

表面机械研磨处理对Cu-4Ti合金组织及力学性能的影响

对Cu-4Ti合金分别进行45 min和60 min的表面机械研磨处理(SMAT),采用X射线衍射仪,光学显微镜,扫描电镜,显微硬度计等对处理不同时间的样品组织及力学性能进行了分析。结果表明,Cu-4Ti合金经表面机械研磨处理45 min和60 min后,表层晶粒尺寸分别达到了40.72 nm和17.12 nm,并且都出现了分界层,这与前人研究结果出现的过渡层截然不同。表面机械研磨方法可以强化金属表面,Cu-4Ti合金经SMAT 45 min和60 min后,表面硬度比基体分别提高了51%和56%。     

强流脉冲电子束作用下TC4表面Cu合金化及性能的研究

目的提高TC4合金表面硬度、耐磨和耐腐蚀性能,拓宽其在工业领域的应用范围。方法利用强流脉冲电子束(HCPEB)对表面预置纯Cu粉末的TC4合金进行表面合金化处理。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、激光共聚焦显微镜(LSM)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)详细表征表面合金层的相组成和微观结构。结果 HCPEB辐照合金化Cu处理后,样品表面形成数微米的合金层,主要存在相为α?、β、Cu Ti2和Al2Cu,主要组织为等轴晶β相和板条马氏体组织α?相。HCPEB辐照合金化过程中诱导表面产生位错和孪晶等变形结构。此外,显微硬度测试结果表明,HCPEB辐照合金化Cu处理后,样品表面硬度增加,其中30次辐照后,样品表面显微硬度达到最大,与原始样品相比提高了约17%。电化学实验结果表明,合金化处理后,样品表面腐蚀性能提高,与原始样品相比,30次辐照后,腐蚀电位提高302 mV,腐蚀电流密度降低3.397 A/cm2,耐腐蚀性能最佳。摩擦磨损试验结果表明,合金化处理后,样品表面摩擦系数降低,磨损量减少,而30次辐照后,摩擦系数和磨损量达到最低,分别为0.36和2.959×10-3 mm3/(N·m),耐磨性得到提高。结论 HCPEB辐照合金化Cu处理后,样品表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性能提高,而30次辐照处理后样品的表面性能最佳。     

30CrNiMo8钢表面激光熔覆层的组织性能和残余应力分布

采用大功率光纤激光器同轴送粉对30Cr Ni Mo8钢转轴调质态试样表面进行激光熔覆。采用超声冲击(UIT)去应力技术对熔覆层表面进行处理,对试样的熔覆层、过渡层和母材的显微组织、硬度梯度进行了分析,采用X射线衍射法对去应力处理前后的残余应力分布进行了检测。结果表明,超声冲击去应力可有效改善熔覆层和过渡层的应力分布。     

激光冲击强化ZCuAl10Fe3Mn2合金的热疲劳裂纹生长行为

为了提高高温构件的热疲劳性能、减少表面裂纹,研究激光冲击对ZCuAl10Fe3Mn2合金硬度、表面形貌、残余应力和热疲劳性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析合金的显微组织和裂纹形貌.结果表明:在4 J脉冲能量下,激光冲击能显著改善合金的热疲劳性能.在热应力和交变应力的作用下,试样缺口附近组织氧...     

热处理改善齿科用钛合金的体外腐蚀、磨损和力学性能

研究热处理对新型Ti20Nb13Zr (TNZ)合金组织、力学性能、耐磨性和人工唾液(AS)体外腐蚀防护性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行结构和显微组织分析。采用电化学阻抗谱和线性极化电阻技术研究样品在AS中浸泡168 h后的体外耐腐蚀性能。采用线性往复摩擦计对其摩擦特性进行研究。SEM分析结果表明,固溶处理和时效影响α相的尺寸和分布。空冷和时效处理后样品具有最高的显微硬度和宏观硬度,其耐磨性分别比未处理样品高25%和30%。冷却速率对TNZ合金的耐腐蚀性有显著影响。经过处理的样品在AS中浸泡168 h后,腐蚀速率降低50%。经炉冷和时效处理的样品在AS中浸泡168 h后具有最好的耐腐蚀性。在经过处理的样品中,时效样品表现出更优异的力学性能、耐磨性能和体外耐腐蚀性能。     

多步电沉积纳米金属陶瓷复合层工艺及性能

为提高纳米金属陶瓷复合沉积层性能，采用多步电沉积工艺在合金钢表面制备Ni-TiN-GO(氧化石墨烯)复合沉积层，分析其组织结构、成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性，确定最适宜的多步电沉积工艺，在此基础上对沉积层进行后处理，探究后处理对沉积层耐蚀性的影响。结果表明：三步电沉积工艺获得的沉积层组织性能最好，沉积层与基体结合紧密，厚度为24.6μm，表面均匀致密，晶粒尺寸约为20 nm，晶粒表现为(111)和(200)晶面双择优取向；沉积层显微硬度(HV)为22 044.51 MPa，摩擦系数为0.8，磨损机制以微弱磨粒磨损为主；Tafel极化曲线测试表明，三步电沉积层自腐蚀电位为-0.677 V，自腐蚀电流密度为1.71×10^-5 A·cm^-2,96 h盐雾试验后，沉积层表面无明显变化；后处理后，三步电沉积层自腐蚀电位正移60 mV，自腐蚀电流密度下降1个数量级。     

基体温度对Ti6Al4V表面渗Mo合金层性能的影响

利用双层辉光离子渗金属技术在Ti6A14V表面渗Mo，形成了表面改性合金层，就910—990℃渗Mo时基体温度对表面合金层性能的影响进行了研究。结果表明，渗Mo后的表面合金层由扩散层和沉积层组成，沉积层呈(211)晶面的择优取向。随着基体温度的升高，扩散层的厚度增加，并且合金层表面粗糙度增大。渗Mo后的表面合金层硬度较基体Ti6A14V的大大提高，而基体温度变化对合金层硬度没有明显影响。用涂层压入仪对沉积层和扩散层间的结合强度进行了评定。研究表明，随着基体温度的升高，临界压入载荷Pc增大，沉积层和扩散层间的结合强度增大。     

钼含量对TiZrMo合金组织和力学性能的影响

采用冷坩埚悬浮感应熔炼制备了(Ti50Zr50)(100-X)MoX(X=1,3,5,7,%,原子分数)合金。分别对这些合金进行了固溶处理(800℃保温1 h水冷)和冷轧后固溶处理(850℃保温1 h水冷)。随后研究了合金的显微组织和力学性能。结果表明,当钼含量增加至3%和以上时,固溶处理后(Ti50Zr50)(100-X)MoX(X=1,3,5,7)合金的显微组织由α'相转变为β相;冷轧后再固溶处理的(Ti50Zr50)(100-X)MoX(X=3,5,7)合金其组织均为β相。由于固溶强化,经上述两种工艺处理后合金的显微硬度均随着钼含量的增加而提高。由于冷轧产生的细晶强化效应,冷轧后再固溶处理的(Ti50Zr50)(100-X)MoX(X=3,5,7)合金的显微硬度比固溶处理后的约高30~50 HV。     

热处理对激光立体成形新型Ti-6Al-6Mo合金显微组织和硬度的影响（英文）

以混合元素粉末为原料,采用激光立体成形(Laser solid forming, LSF)技术制备新型Ti-6Al-6Mo合金。研究了沉积态试样的显微组织以及固溶时效处理对合金显微组织形成及硬度的影响。结果表明,本研究所采用的热处理制度对原始β晶粒形貌没有显著的影响;固溶温度、固溶时间和固溶后的冷却方式对原始β晶粒中α相的形貌和尺寸以及LSFTi-6Al-6Mo合金的显微硬度均有显著影响。当时效时间超过4 h后,随着时效时间的延长,合金的显微组织和显微硬度均未产生明显变化。基于不同热处理条件下LSF Ti-6Al-6Mo合金中初生α板条和次生α板条的析出机制及其对β基体的强化作用分析,揭示了热处理对LSFTi-6Al-6Mo合金的显微组织和显微硬度的影响机理。     

块状非晶合金Cu60Zr30Ti10的激光熔凝研究

采用工业纯原料和水冷铜模真空吸铸法研制了尺寸为75mm×10mm×1mm的Cu60Zr30Ti10块状非晶合金,用YAG激光束扫描合金表面,采用X射线衍射仪、金相显微镜及显微硬度计分别研究了熔覆区的微观组织和不同深度的显微硬度。结果表明,激光处理后块状非晶合金在基体以上形成了两层新的组织,其中位于中间的、厚约200μm的第二层的硬度、耐蚀性均比原来基体有非常明显的改善,显微硬度(HV)达到了872·5。     

碳化硅纳米线增强Ti60复合材料高温性能及显微组织研究

采用球磨法和等离子活化烧结技术成功制备了碳化硅纳米线(SiCnw)增强Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、金相显微镜和电子万能试验机研究了SiCnw对经过900℃热轧后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,在Ti60合金中添加SiCnw能够细化晶粒,减小原始β相的尺寸,增加晶界α相的数量。经过热轧处理后,SiCnw更加均匀地分布在晶界处并起到钉扎效应,晶粒细化效果更加明显。与Ti60合金相比,SiCnw/Ti60复合材料具有更好的高温性能,在500、600、700℃时,其抗拉强度分别提升了9.2%、6.7%、2.2%。SiCnw对Ti60合金显微组织和高温力学性能具有显著影响。     

基板材料对激光熔化沉积制造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织、织构、相和显微硬度的影响（英文）

研究了基体材料对激光熔化沉积Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织、织构、相组成和硬度的影响。随着沉积层数的增加,沉积层的显微组织由网篮状结构向等轴状结构转变,最终演变为层状结构。α_2(Ti_3Al)相逐渐减少,γ(TiAl)相逐渐增多。不同的TiAl合金层具有不同的显微硬度,随着沉积层数的增加,显微硬度降低。研究结果对于激光沉积制造TiAl合金制备具有可接受的组织、织构、相组成和显微硬度具有参考价值。     

固溶处理对钛硅共晶合金组织与断裂行为的影响

研究了固溶处理对Ti Si共晶合金组织和性能的影响。结果表明 ,经 10 5 0 (C固溶处理 ,可以有效改善Ti Si共晶合金的显微组织 ,大大提高合金的压缩塑性。进一步的断口分析显示 ,铸态Ti Si共晶合金的断裂是以瞬时脆性断裂为主要特征 ,而经固溶处理后 ,主要表现为第二相的拔出和撕裂。     

后处理对激光沉积制造γ-TiAl合金组织与性能的影响

通过固溶、热等静压+固溶处理对激光沉积制造(LDM)Ti4822合金进行组织结构调整和相比例控制,分析不同激光沉积制造后处理工艺对合金组织和性能的影响。结果表明,经固溶、热等静压+固溶处理两种处理后γ-TiAl合金组织均含有γ、α_2及微量B2相;1260℃热处理后γ-TiAl合金形成典型的双态组织;1330℃热处理后γ-TiAl合金形成近片层组织;1350℃热处理后γ-TiAl合金形成全片层组织;热等静压导致组织内的层片尺寸略有增大。随热处理温度的升高γ-TiAl合金显微硬度逐渐减小,在相同热处理温度下,经热等静压处理后的样品显微硬度提高约5%,热等静压导致合金组织致密度提升的强化效果要高于片层组织粗化引起的弱化效果。     

激光加工Ti6Al4V基复合材料的显微组织、硬度和耐腐蚀性能（英文）

在不同功率下将Nb和Ti-13Nb粉末进行激光沉积,以改善Ti6Al4V合金的表面性能。采用扫描电镜(附带EDS能谱仪)和光学显微镜对样品进行表征,采用X射线衍射仪分析样品的元素组成及相组成,获得样品的硬度、磨损和耐腐蚀性能。在Hanks溶液(模拟体液)中研究沉积层的腐蚀和磨损行为。显微组织观察结果表明,沉积的Nb层为斜方晶系的树枝状α″和亚稳态β-Nb相,其硬度分布不均匀,平均硬度为HV 364;沉积的Ti-13Nb层为马氏体α′和亚稳态β-Nb相,其平均硬度为HV 423。干滑动摩擦条件下Ti-13Nb层的耐磨损性能归因于其硬度的增加。实验结果表明,在Ti6Al4V基体上沉积Nb和Ti-13Nb极大地降低了各层中Al和V的含量。在模拟体液中,与基体相比,Nb增强复合材料具有最好的耐磨损和耐腐蚀性能。因此,此复合材料将对改善整形外科植入材料性能发挥最佳作用。     

Inconel718高温合金磨料水喷丸改性形变层特征研究

文章探索后混合磨料水喷丸(Abrasive Waterjet Peening,AWP)工艺参数对Inconel718合金形变层特征的影响规律。采用不同靶距及喷嘴移动速度对Inconel718合金进行AWP处理,对表面形貌、粗糙度、显微组织、显微硬度梯度及残余应力场分布等开展对比实验。结果表明:随着靶距及喷嘴移动速度的增大,表面粗糙度、表面硬化程度、表面残余压应力及最大残余压应力值都呈减小的变化趋势,而最大残余压应力位置和残余压应力层深基本不受其影响。