316L不锈钢/Cu梯度复合材料的残余热应力分布

为了得到合理的316L不锈钢/Cu梯度复合材料结构,基于316L不锈钢/Cu复合材料的微观组织与宏观结构建立相应的单胞模型和复合材料模型,并采用有限元软件ANSYS对两种模型进行残余热应力的数值模拟,分析复合材料内的等效应力和主应力的分布规律。结果表明:对于单胞模型,残余热应力分布形态不仅与不锈钢球溶解程度相关,而且与其溶解形态也有关系,并且随着不锈钢的溶解,平均等效应力的大小分布发生了转移,较大的平均应力从基体转移到了增强体。对于复合材料模型,随着不锈钢球的溶解,梯度复合区内的等效应力呈梯度减小分布,表现为平滑的应力过渡,因此,可以在复合区与铜相接连处得到缓和的热应力分布。     

ZrO2(2Y)/316L不锈钢复合材料的微观组织

对真空热压烧结的ZrO2(2％Y2O3)／316L(摩尔分数)不锈钢复合材料进行了微观组织研究。结果表明：细小的ZrO3颗粒均匀地分布于不锈钢颗粒之间，不锈钢抑制了其周围的ZrO2晶粒的生长；对于1250℃烧结的复合材料，不锈钢附近的ZrO2晶粒细小，为形状规则的t相，远离不锈钢的ZrO2多数已发生相变，为“N”字型或者相变孪晶m-ZrO2相。     

镁基复合材料力学性能与微观组织研究

采用了液态浸渗法制备了Al2O3短纤维和SiC颗粒混杂增强镁合金复合材料。研究了浸渗压力对镁基复合材料力学性能和微观组织的影响。研究表明,当浸渗压力从0．4MPa增加到60MPa的过程中,由于组织的密实使得力学性能上升;随着浸渗压力的增加,将导致预制体受到压缩变形,纤维折断,从而导致综合力学性能下降。     

电子封装用Sip/Al复合材料的微观组织

用气压浸渗法制备了Sip/Al复合材料,并对所制备的复合材料的微观组织进行了研究.光学显微镜观察显示,复合材料中硅颗粒分布组织均匀、致密,有少量的孔隙存在.SEM EDS分析发现,Si颗粒有少量的溶解,并且在溶解的Si颗粒表面有氧化物界面层生成.XRD分析结果表明,在复合材料界面中没有金属间化合物的生成.     

浸渗法制备高铬铸铁/TiC-SiC复合材料及微观组织

采用小颗粒TiC包覆SiC陶瓷颗粒,在惰性气体保护下选用无压浸渗方法制备了高铬铸铁/TiC-SiC复合材料;利用SEM/EDX观察和分析了液态铸铁在SiC预制体中的浸渗情况、组织特征和成分分布;结合高铬铸铁/Ti-SiC复合材料的组织特点和浸渗行为特点,分析了TiC粉体对浸渗行为和复合材料组织的影响。观察结果表明,当TiC加入量≤10%(质量分数,下同)时,Fe/Cr合金无法润湿SiC颗粒,而当加入量≥20%时,Fe/Cr合金和预制体之间润湿性得到改善,增加TiC含量更有利于Fe/Cr合金浸渗;基体中大尺寸SiC颗粒消失,出现了尺寸接近毫米级的条状单质碳,这与高铬铸铁/Ti-SiC复合材料的组织差异较大。对比两种复合材料组织发现,添加Ti粉末在金属液中可与C结合生成TiC,而添加的TiC颗粒在组织中呈鹅卵石状,边缘圆润,出现金属液与陶瓷颗粒之间的互溶。在浸渗过程中,添加TiC和Ti与浸渗金属发生的反应不同,且高质量分数的TiC对金属液浸渗过程有明显的促进作用。     

316L不锈钢热浸镀铝的组织及性能分析

利用热浸镀在316L不锈钢基体上制备铝层,利用扫描电子显微镜、金相显微镜、划痕试验和盐雾试验对铝层微观组织和性能进行研究。结果表明,热浸镀时间对铝层的厚度和扩散层组织具有一定的影响规律。热浸镀铝层的膜基结合力达45 N以上,增强了316L不锈钢基体的防腐蚀能力。     

电子封装用金刚石/铝复合材料的显微组织与热膨胀性能

在金刚石表面镀钛改善金刚石与铝合金之间的界面结合,并用气压浸渗工艺制备镀钛金刚石颗粒增强铝基复合材料。对复合材料的显微组织进行了研究,测试了复合材料的热膨胀系数。结果表明,镀钛金刚石颗粒与铝合金基体之间界面结合良好,材料的断裂以基体断裂为主,同时存在一定量的界面断裂;选用形貌规则的金刚石有利于提高复合材料中金刚石的体积分数,从而降低复合材料的热膨胀系数。     

含高体积分数SiC_p的Al复合材料微观组织及弯曲性能

利用无压浸渗法制备高体积分数SiC的SiC_p/Al复合材料.采用XRD和SEM对复合材料的相组成、微观组织及断口形貌进行分析,研究颗粒粒径分布和基体合金成分对复合材料抗弯性能的影响.结果表明:以Al-10Si-8Mg(质量分数,%)合金为基体制备的复合材料组织均匀,致密度好,无明显气孔缺陷;界面反应产物为Mg2Si、MgAl_2O_4和Fe,其弯曲强度高于以Al-10Si合金为基体制备的复合材料的弯曲强度;SiC_p/Al复合材料的弯曲强度随着SiC颗粒粒径的增大而减小;复合材料整体上表现出脆性断裂的特征.     

316L不锈钢激光快速成形的微观组织模拟

针对316L不锈钢激光快速成形(LRF)薄壁试样的凝固组织形态分布,从凝固理论出发,建立了激光快速成形柱状晶/等轴晶转变(CET)及一次枝距λ_1与有限元温度场耦合数值模型,模拟了成形高度为2.8 mm的LRF薄壁试样凝固组织形态及分布。结果表明:316L不锈钢LRF组织由致密、均匀、外延生长的细长柱状晶组成,一般不发生CET转变,组织中λ_1在6.5—17μm范围内,且随熔覆高度的增加而逐渐增大,模拟结果与实验符合很好。在此基础上,对成形高度为40 mm薄壁件的凝固组织形态及分布进行了预测。     

CuCrZr合金与316L不锈钢电子束焊接头微观组织与力学性能

在焊接电压150 kV和焊接速度15 mm/s不变的情况下,以3种厚度分别为1.5,2.5,3.5 mm的CuCrZr合金与316L不锈钢为研究对象,分别采用对应的电子束流为11,13,15 mA进行真空电子束焊试验,并对焊接接头的显微组织与力学性能进行了对比分析。结果表明：3种不同厚度的焊接接头焊缝区的硬度均高于CuCrZr合金母材区的,接近316L不锈钢母材区的,其中3.5 mm厚度的硬度最大,为HV196;在抗拉测试中,板厚1.5 mm的焊接接头抗拉性能最好,断裂位置位于铜侧,抗拉强度达到了546 MPa,断后伸长率为54%。但3种焊接接头焊缝区微观均出现了微裂纹,焊缝区存在大量的弥散组织,组织主要为富铁与富铜固溶析出相。     

激光熔覆316L不锈钢涂层组织和性能的研究

目的提高45#钢的使用性能和耐蚀性。方法以316L不锈钢粉末为熔覆材料,在45钢退火基体表面制备不锈钢熔覆层,采用CCD中心组合设计,利用金相法检测熔覆层的几何形貌参数,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析熔覆层的显微组织,采用显微硬度计和磨损试验机测试熔覆层的显微硬度和磨损性能,利用电位极化曲线测试熔覆层的耐腐蚀性能。结果当激光功率为600 W,扫描速度为22.5mm/s,送粉速率为0.18 r/min时,熔覆层与基体呈良好的冶金结合。熔覆层的硬度在461.3~559.8HV,是基材硬度的2倍左右;磨损量为0.0146 g,是基材的0.1倍;摩擦系数较为稳定,保持在0.5左右,是基材的0.3倍左右;自腐蚀电流密度为3.274×10~(-7) A/cm~2,是基材的0.7倍左右。结论在45钢表面激光熔覆316L不锈钢涂层后,可有效提高其耐磨性和耐蚀性。     

Gradient Elastic–Plastic Properties of Expanded Austenite Layer in 316L Stainless Steel

The gradient mechanical properties, variation of stress with strain and surface cracking behavior of expanded austenite developed on 316L austenitic stainless steel were investigated by nanoindentation tests, X-ray residual stress analysis and scanning electron microscope observation in four-point bending tests. The results show that the plastic properties of the carburizing layer including true initial yield strengths and strain hardening exponents increase significantly from substrate to surface, while the true elastic modulus just improves slightly. Due to the onset of plastic flow, the residual stresses are almost equivalent to the true initial yield strengths from surface to the depth of ～10 lm. The results of four-point bending tests show that surface stress increases linearly with the increase in strain until the strain reaches～1.0%, after that the plastic yield happens. The expanded austenite surface layer is brittle, and the cracks will be created at the strain of ～1.4%.The cracking stress is about～2.4 GPa.     

激光快速成形过程中316L不锈钢显微组织的演变

对316L不锈钢在激光快速成形过程中的凝固行为和组织形成进行了考察．结果表明,成形件呈现全γ奥氏体结构,γ奥氏体从基体外延生长成柱状枝晶,并显示较强的晶体取向性,其（100）晶向基本平行沉积方向,仅在顶部出现一薄层转向枝晶层,而在成形件中出现的层带结构并未影响不同熔覆沉积层之间组织生长和取向的连续性．采用最高界面生长温度判据对激光快速成形中的相形成规律进行了分析,并结合平界面稳定性分析、枝晶生长理论和柱状晶／等轴晶转变模型讨论了成形件中的层带形成及外延柱状晶生长特性．     

316L不锈钢板坯金相组织和夹杂物分析

不锈钢铸坯内部质量直接影响着最终产品的表面质量和力学性能.对316L奥氏体不锈钢板坯中金相组织和夹杂物进行了检测分析.结果表明:316L不锈钢铸坯的表层残留铁素体呈骨骼状分布,角部晶粒细小;铸坯中心残留铁素体相比较分散,呈条状或不连续骨架形式分布;铸坯三角区铁素体含量最高为15.17％,明显高于其他部位;铸坯中夹杂物都呈现为球状,类型为Al2O3-MgO-CaO-SiO2;三角区5～10 μm的夹杂物数量多,心部试样以0～5 μm的夹杂物为主.     

316L Stainless Steel with Gradient Porosity Fabricated by Selective Laser Melting

To fabricate 316L stainless steel part with a pore gradient structure, the method using selective laser melting (SLM) technique is exploited. Scan tracks feature, densification, and tensile property of SLM-produced samples prepared via different scan speeds were investigated. The results show that the porosity is strongly influenced by scan speed. On this basis, a gradient changed scan speed was applied in every SLM layer for the purpose of producing a gradient porosity metal. The results indicate that the structure exhibits a gradually increased porosity and a reduced molten pool size along the gradient direction of scan speed variation. The forming mechanisms for the gradient porosity were also addressed.     

Microstructure and Mechanical Properties of 316L Stainless Steel Filling Friction Stir-Welded Joints

Keyhole left at 316L stainless steel friction stir welding/friction stir processing seam was repaired by filling friction stir welding (FFSW). Both metallurgical and mechanical bonding characteristics were obtained by the combined plastic deformation and flow between the consumable filling tool and the wall of the keyhole. Two ways based on the original conical and modified spherical keyholes, together with corresponding filling tools and process parameters were investigated. Microstructure and mechanical properties of 316L stainless steel FFSW joints were evaluated. The results showed that void defects existed at the bottom of the refilled original conical keyhole, while excellent bonding interface was obtained on the refilled modified spherical keyhole. The FFSW joint with defect-free interface obtained on the modified spherical keyhole fractured at the base metal side during the tensile test due to microstructural refinement and hardness increase in the refilled keyhole. Moreover, no σ phase but few Cr carbides were formed in the refilled zone, which would not result in obvious corrosion resistance degradation of 316L stainless steel.     

激光快速成形316L不锈钢的组织及性能

基于一般快速成型原理，采用激光熔化同轴输送的316L不锈钢粉末，在沉积基板上逐层堆积出薄壁金属零件，所制零件组织致密，成分均匀，具有快速凝固组织特征，力学性能与铸态及铸造退火态相当，可满足直接使用要求。     

不锈钢复合钢管组织及其性能

采取外层先离心浇注10号钢,再浇注内层1Cr18Ni9Ti得到离心复合空心管坯,管坯内外表面加工后进行热挤压和冷轧,试制出了47mm×4.5mm的碳钢/不锈钢复合钢管,对不锈钢离心复合管坯生产复合钢管工艺路线进行研究,并对复合管金相组织、性能及结合层质量等方面进行分析。结果表明,复合管内外层冶金结合良好,晶粒明显细化,终轧后晶粒由铸态时3.0～3.5级变为7.0～8.0级,复合管压扁、弯曲及热处理后晶界腐蚀检验合格。     

316L不锈钢电化学着黑色研究

目的 调整316L不锈钢表面组成结构,改善表面性能,获得表面着黑色最佳电化学工艺条件。方法 通过电化学方法在除油抛光活化的316L不锈钢表面发生阳极氧化,研究了活化液浓度、阴阳极极板面积比、电解液的硼酸用量、电化学氧化电流密度、终止电压、阳极氧化时间、氧化温度对着色膜颜色效果、结合力、重现性的影响;研究了着黑色不锈钢与未着色不锈钢在酸碱盐水溶液体系中的表面腐蚀性能;探讨了着色条件对着色膜性能的影响及着色机理。结果 磷酸活化液浓度对着色效果影响显著,浓度越高活化的不锈钢板着黑色越纯正,但膜层结合性变差;着色液组成决定着着色膜颜色变化的范围。着色时间是影响着色膜颜色的主要因素,随着色时间的延长,膜层颜色呈现青、黄、红、黑变化。温度是影响着色膜层与不锈钢基材结合紧密程度的主要因素,25 ℃下形成的膜层与基体的结合最为紧密;电极阴阳极面积比是影响着色膜均匀程度的主要因素,阴阳极面积比为1∶1时,着色膜的一致性最好。结论 获得了316L不锈钢着纯正黑色膜层的最佳条件,磷酸活化液浓度为1.5 mol/L,电解着色液组成为30 g/L K2Cr2O7+20 g/L MnSO4.4H2O +40 g/L (NH4)2SO4 +10 g/L H3BO3,阴阳极板对应面积比为1∶1,着色温度为25 ℃,着色电压为2~4 V,阳极电流密度(DA)为0.20 A/dm²,阳极氧化时间为720 s。着黑色不锈钢膜层腐蚀性研究表明在含氯离子的中性水溶液环境中耐腐蚀性明显提高。