金属材料在高温碳气氛中的结焦与渗碳行为

叙述了碳气氛温度、金属材料种类及表面状态、构成碳源的气体种类、比例及流速等因素对金属材料结焦行为的影响，介绍了催化结焦的引发机理及其应用．然后以FeCrNi合金为例，分别介绍了内部渗碳和金属粉化这两种渗碳行为，并叙述了温度、碳气氛、合金材料晶体结构及成分构成的影响．最后分析了结焦和渗碳的关系，并介绍了添加结焦抑制剂、调整金属材料结构及成分构成、表面涂层化3种防护对策。     

三元合金凝固过程枝晶生长数值模拟

建立了使用元胞自动机方法结合合金凝固过程动量、能量和质量传输计算三元合金枝晶形貌与偏析发展的数学模型.把该数学模型应用到了Fe-C-Si三元合金凝固过程,枝晶臂的生长、粗化过程,以及枝晶间的微观偏析得到了再现.同时该数学模型也描述了凝固过程熔体流动对Fe-C-Si合金凝固过程枝晶形貌发展的影响.     

Sn对AZ890镁合金铸态组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、SEM和力学性能测试等手段研究了Sn元素对AZ80镁合金铸态组织和力学性能的影响。AZ80-xSn（x=1,3,5wt.%）铸态显微组织呈现出典型的等轴树枝晶形貌,主要有α-Mg,离异共晶Mg17Al12,层片状Mg17Al12,离异共晶Mg2Sn相组成。添加Sn元素可以有效的抑制层片状Mg17Al12相的析出,当Sn添加量为5wt%时,层片状Mg17Al12基本消失。Sn元素添加量少于3wt.%时,具有很好晶粒细化效果。而且,Sn元素具有明显的强化效果,当Sn添加3wt.%时,具有较好的综合力学性能。     

利用定向凝固方法提高Mg-0.8%Ca合金的力学性能和降解性能（英文）

研究定向凝固Mg-0.8Ca(质量分数,%)合金的力学性能以及在Hank’s溶液中的降解性能,并与普通铸造Mg-0.8Ca合金的性能进行比较。利用OM、SEM、TEM和EBSD对定向凝固合金的显微组织进行研究。结果表明,定向凝固合金具有柱状晶组织,且合金的柱状晶粒沿<1120>方向择优生长。与普通的铸造合金相比,定向凝固Mg-0.8Ca合金的强度和塑性均显著提高。同时,定向凝固Mg-0.8Ca合金在Hank’s溶液中的抗腐蚀能力也得到极大提升。合金在Hank’s溶液中主要发生微电偶腐蚀,合金的腐蚀产物包括Mg(OH)₂、(Ca,Mg)₃(PO₄)₂和羟基磷灰石。定向凝固合金性能的提高主要与柱状晶组织特征及共晶的再分布有关。具有柱状树枝晶组织的定向凝固Mg-0.8Ca合金有望用作可降解生物医用材料。     

基于电介质击穿理论的异质铝合金搅拌摩擦焊接件整体等离子体氧化研究

目的基于电介质击穿理论,从本质上研究异质金属表面整体氧化过程中的反应机理。方法根据已有的实验基础,在单独的铝合金材料表面和异质铝合金焊接件表面制备一层整体等离子体氧化膜。通过电介质击穿实验,对异质金属整体等离子体氧化过程中存在的时序性和选择性机理进行验证。并基于电介质击穿理论,深入分析不同材质表面固态电介质击穿机理,进而研究异质金属表面整体陶瓷膜生长机理。结果不同材质的物理/化学活性影响等离子体氧化过程,化学活性高的金属优先发生陶瓷化反应,进而引起陶瓷膜的非平衡生长。结论异质金属整体等离子体氧化过程中存在时序性与选择性,这种时序性与选择性与材料的化学活性有关。     

镁合金微弧氧化涂层上化学镀铜层的显微组织和导电性（英文）

为了赋予镁合金微弧氧化(MAO)涂层以导电特性,对MAO涂层进行化学镀铜处理。通过测试镀层的显微组织、耐蚀性和导电性,研究镀覆温度和络合剂浓度对化学镀铜层性能的影响。结果表明,最优镀覆温度为60℃,最佳络合剂浓度为30 g/L。在此条件下,可获得完整、致密的镀层。分析镀层在镁合金MAO涂层上的形成机制,提出镀覆过程的三阶段模型。镀后试样的表面方阻在经历第三阶段后降低至0.03Ω/。通过化学镀铜,MAO样品在未明显降低耐蚀性的同时获得了良好的导电性。     

纯镍表面结焦形貌及其影响因素研究

系统研究了丙烯裂解过程中纯镍表面的结焦形貌及其影响因素,结果表明,纯镍表面的沉积焦炭有三种形貌,分别为纤维状、颗粒状和膜状、。纤维状焦炭在800℃左右形成,需要基底金属镍的参与,预氧化后的镍表面显著加剧这种焦炭的沉积,提高结焦温度或延长结焦时间,结焦机制发生转变,焦炭形貌也逐渐转变为颗粒状。颗粒状焦炭形成于气相反应,与基底金属镍无关,膜状焦炭形成于结焦切期,溶解．析出机制及表面直接形核、生长机制均对其形有贡献,抑制纤维状焦炭的形成有益于减轻镍表面总的结焦程度。     

轻石脑油制苯抗结焦抗渗碳防护涂层研究

针对轻石脑油制苯反应器的结焦和渗碳问题,采用在高温碳气氛中化学稳定,不引发催化结焦的SiO2作为涂层的主体材料制备防护涂层,在轻石脑油制苯反应器内进行1 000 h工况考核实验。实验结果表明,防护涂层与基体冶金结合、均匀致密,工况考核1 000 h后,涂层致密完整,未发生结焦和渗碳现象。同样条件下无涂层样品发生了明显的渗碳现象,样品表层中形成了粗大的碳化物相,经硬度测试,渗碳深度为150?m。本文提出的防护涂层具有良好的抗结焦和渗碳能力。     

Mg-4Zn-2Al-2Sn合金动态再结晶行为动力学数值模拟（英文）

利用Gleeble 3800热模拟试验机研究ZAT422合金在变形温度为498~648 K、应变速率为0.01~5 s~(-1)、压下量为60%的热变形行为。基于Arrhenius方程和Avramit方程对该合金流变行为进行分析,得到变形激活能为155.652 k J/mol,并构建该合金的本构方程和动态再结晶模型。组织观察表明:变形温度低至498 K,真应变为0.9163时,合金发生不完全动态再结晶;温度升高至648 K时,较低的应变速率易导致部分晶粒的异常长大。