温度对多弧离子镀AlCrN薄膜组织和力学性能的影响

采用多弧离子镀技术在316L不锈钢基体上制备厚度约为1.2μm的AlCrN薄膜。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪研究大气环境和真空环境下热处理后,AlCrN薄膜的成分、相结构、表面形貌和纳米力学性能随热处理温度的变化规律。结果表明:在大气环境下,AlCrN薄膜在800℃时发生了氧化,纳米硬度明显降低,但H~3/E~2值仅产生了轻微的减小,AlCrN薄膜在大气高温环境下具有较好的抵抗塑性变形和裂纹萌生的能力;在真空环境下,随着热处理温度的升高,AlCrN薄膜的孔隙率和粗糙度呈现先增大后减小的趋势,而薄膜的硬度则呈现出先减小后增大的规律,在800℃真空热处理后,AlCrN薄膜的致密度较高,纳米力学性能最为优异。     

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。     

工业CT技术应用介绍及其在再制造中的展望

主要介绍了工业CT系统的基本组成部件和影响工业CT检测的关键性能指标,及工业CT在物品检测、地质研究、疲劳裂纹检测、快速成型和逆向工程等实际工程方面的应用情况,展望了工业CT在再制造零部件寿命预测、再制造产品的安全验证和再制造产品的推广前景.     

氮碳共渗45钢的滚动接触疲劳失效机理

利用盐浴氮碳共渗对45钢进行表面改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和光学显微镜(OM)等测试手段对改性层的显微结构和组织性能进行了表征。基于球盘式接触疲劳试验机研究了改性层在不同状态下的接触疲劳性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)对失效形貌进行了分析。结果表明:45钢氮碳共渗改性层的疲劳裂纹萌生于表面和次表面,失效形式以剥落和表面磨损为主;疏松的白亮层降低了改性层的抗接触疲劳性能,扩散层上保留的5～8μm致密白亮层能有效提高改性层的抗接触疲劳性能。     

不同载荷对HVOF 喷涂AlCoCrFeNi 高熵合金涂层摩擦学性能的影响

目的 提高深地钻探钻具关键零部件的抗磨性能。方法 采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层。采用X射线衍射仪对高熵合金粉末和涂层的相组成进行研究,采用扫描电子显微镜对高熵合金粉末及涂层的微观结构进行分析,使用维氏显微硬度计测得涂层的显微硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在不同载荷下的磨损行为进行研究。采用SEM和EDS对磨痕表面进行分析,采用XPS技术分析磨痕元素成分,利用三维白光干涉形貌仪测量涂层的磨损体积和表面粗糙度。结果 HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层结构致密,相结构为BCC相,显微硬度达(536±34)HV0.2,约为35CrMo钢基体[(278±20)HV0.2]的2倍。随着载荷的增加,涂层的摩擦系数减小、磨损率增大。相同载荷下(6 N),涂层的磨损率约为基体的41%。HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层的磨损失效机制为,低载荷下(2 N)主要为氧化磨损伴随着轻微的磨粒磨损;高载荷下(4、6 N)受到反复剪切应力出现疲劳磨损。结论 HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层具有良好的抗磨性能,可以有效减轻磨损,有望应用于深地钻探钻具关键零部件的表面防护。     

磨料条件下DLC复合微织构表面的磨损机理*

钛及其合金具有优良的性能被广泛应用于武器装备领域,但在磨料条件下易黏着、不耐磨的特性限制了其使用。为了提高钛在磨料作用下的减摩抗磨性能,以 TA2 钛为研究对象,使用激光加工技术在 TA2 样品表面上制备点阵微织构,然后采用磁控溅射技术在点阵微织构表面制备类金刚石碳（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜,形成 DLC 复合微织构;采用 MS-T3000 摩擦磨损试验机研究了 DLC 复合微织构表面在磨料作用下的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜、能谱分析、 拉曼测试、有限元分析等手段研究钛表面 DLC 复合微织构的摩擦磨损机理。结果显示 DLC 复合微织构表面可有效提高钛在磨料条件下的减摩抗磨性能,且同等条件下,点阵密度对 DLC 复合微织构样品表面摩擦因数的影响最大,单位面积点阵边缘密度值与样品表面磨损率有关,且二者基本呈正线性关系。揭示了 DLC 复合微织构在磨粒磨损条件下的摩擦磨损性能, 并从织构边缘的破坏提出磨损机理,研究结果可为钛在磨料磨损条件下的应用提供理论和设计依据。     

微观缺陷对等离子喷涂TiN涂层力学性能的影响

涂层内氧化物和孔隙等微观缺陷是影响涂层力学性能的关键因素,采用等离子喷涂技术制备Ti N涂层,利用SEM、XRD、EDS分析喷涂参数对涂层内氧化物和孔隙率的影响,并研究氧化物和孔隙率对涂层硬度和断裂韧性的影响规律,优化等离子喷涂参数。结果表明:在较远喷涂距离和较大喷涂功率下,涂层内具有较少的氧化物和孔隙;随涂层内氧化物和孔隙增多,涂层硬度呈降低趋势;涂层内氧化物的存在可提高涂层的断裂韧性,但氧化物较多时会降低涂层层状结构内聚强度,涂层断裂韧性随氧化物增多呈现先增加后降低的变化趋势。     

激光红外热成像铝合金表面裂纹检测表面处理的研究

通过搭建激光红外热成像检测平台,对已制备的铝合金光滑表面及表面处理后裂纹缺陷试样进行检测,对裂纹处的红外热图和温度数据进行分析,并且为了突出表面处理检测效果,用差动式检测方法对比在不同功率下表面处理前后温差变化。实验结果表明,随着功率的增大,裂纹缺陷表面处理前后的温差都存在温差增大的变化,但是表面处理后裂纹缺陷温差变化更加明显。相同功率条件下,裂纹缺陷表面处理后温差幅度远大于表面处理前的温差幅度。可见对激光红外热成像铝合金表面裂纹检测进行表面处理,明显提高其热吸收率,而且相较于表面处理前,经过表面处理后,所需更小的功率,就能取得更大温差,检测效果更好,可检测性更强。     

基于声发射技术监测疲劳磨损失效的研究进展

现代工业的一些重要零部件在变载荷的作用下易发生疲劳磨损失效.声发射技术作为一种新型的无损监测技术,可以实现早期的安全预警,被广泛应用在机械零件、工程构件及涂层的失效监测上.参数分析法是最常用的声发射信号处理方法.典型的声发射特征参数包括能量、计数、幅值等.对声发射信号参数法分析轴类零件及涂层的失效模式的研究现状进行了较为全面的综述,最后总结了目前存在的问题,简述了解决思路,以期为声发射技术监测疲劳磨损失效奠定良好的基础.     

超音速等离子喷涂层的接触疲劳失效研究进展

介绍了超音速等离子喷涂层在服役过程中常见的4种疲劳失效形式(表面磨损、点蚀、分层和剥落)及其发生的机理。综述了涂层结构完整性对疲劳失效的影响,即粗糙度、孔隙率和微裂纹对疲劳失效的作用机制。总结了不同的服役条件(接触应力、润滑状态)对疲劳磨损失效的影响规律,展望了接触疲劳失效机制的研究方向,指出应从涂层内部结构和服役条件来揭示疲劳损伤机理。