两种钢铁材料电火花表面强化层组织结构研究

采用硬质合金YG-8和堆焊焊条FW-1101作电极，在电火花表面强化器上分别处理了U70MnSi钢和40Cr钢的表面。用X射线衍射分析了强化层的组织，用光镜和扫描电镜（SEM）观察了显微组织。结果表明．强化层是由细晶组织和非晶组织组成的合金层。细晶组织是由强化过程中的瞬时力、撞击应变、快速加热等效孟变及位错和空位增加联合作用引起的。强化层中的非晶组织、组织细化和残余应力使其衍射峰宽化。     

碳纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料的氧化行为

采用化学气相浸渗(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了以热解碳为界面的碳纤维增强碳氮化硅陶瓷基(carbon fiber reinforced siliconcarbonitride ceramic,C/Si-C-N)复合材料.用热重法研究了无涂层C/Si-C-N在空气环境中的氧化行为.研究表明:由950℃ CVI沉积的Si-C-N基体所制备的C/Si-C-N复合材料的氧化行为与碳纤维增强SiC陶瓷基(carbon fiber reinforced silicon carbide ceramic,C/SiC)复合材料的完全不同.在600～1 200℃,C/Si-C-N的氧化速率随温度的升高而持续增加,其抗氧化能力在600℃明显高于C/SiC复合材料;在900℃,抗氧化能力与C/SiC复合材料基本相当;在1 200℃,抗氧化能力则低于C/SiC复合材料.C/Si-C-N复合材料所表现出来的氧化行为主要与Si-C-N基体较低的热膨胀系数有关.     

GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展的动态观察及机理的初探

本文通过高温显微镜在连续加载的条件下对 GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展过程进行了观察,结果发现裂纹尖端邻近区域晶界变粗处品粒内无变化,而晶粒内出现滑移变形的晶界无变粗迹象,同时发现蠕变裂纹沿晶扩展至锯齿晶界时被迫转为穿晶扩展。本文分析这些微观现象产生的原因,并对蠕变裂纹扩展理论进行初探。     

纤维表面处理对 F－ 12复合材料剪切性能的影响

本文采用活性涂层、刚性涂层、柔性涂层分别对 F－ 12纤维进行表面处理,并研究了不同涂层对 F－ 12/AE4环氧 NOL环复合材料剪切强度的影响。试验结果表明,各种涂层对其复合材料的剪切性能都有一定的影响。其中,刚性涂层有利于提高 NOL环的剪切强度。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料界面层研究进展

界面层是陶瓷基复合材料中的关键组成部分,因对复合材料的各项性能都有重要影响,而成为陶瓷基复合材料研究的重点之一。本文在叙述界面层功能的基础上,分别对结构陶瓷基复合材料和抗氧化陶瓷基复合材料的界面层研究现状进行讨论,分析了研究中存在的问题,指出了未来研究的方向和重点。     

电热解化学气相沉积法制备2.5D C/SiCN复合材料的蠕变性能

研究了2.5D碳纤维增强SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN)的真空高温拉伸蠕变性能。分别以未热处理及1900℃真空热处理C/SiCN复合材料为研究对象,借助扫描电子显微镜、高精度光电天平及电阻仪研究了蠕变过程中C/SiCN的组织结构、质量及电阻的变化。结果表明：真空拉伸蠕变造成C/SiCN内的裂纹扩展,界面脱粘,纤维滑动、拉直及断裂等蠕变损伤;非晶SiCN基体的晶化造成C/SiCN的质量损失,蠕变过程进一步促进了SiCN晶化,加剧质量损失;C/SiCN的电阻在最初阶段下降,随时间增加逐渐升高,其变化受显微组织结构变化影响。真空预热处理的C/SiCN在蠕变过程中的显微结构、质量、电阻变化更小,体现了良好的稳定效果。     

树脂浸渍炭化过程中C/C复合材料孔隙演化

将炭毡预制体用化学气相渗法增密至1.0 g/cm~3后,进行树脂浸渍炭化增密.用压汞法测试了树脂浸渍炭化过程C/C复合材料孔隙率及孔径的变化,并与完全开孔条件下孔隙变化规律进行了比较.在此基础上,提出了树脂浸渍炭化过程孔隙演化模型,并用分形法进行了表征.利用SEM观察了不同浸渍炭化次数下C/C复合材料的孔隙形貌.结果表明:C/C复合材料树脂浸渍炭化过程中总孔隙率呈下降趋势,而0.04-6 μm范围的孔隙呈增加趋势,浸渍炭化过程不断有闭孔孔隙形成.树脂浸渍炭化过程孔隙演化符合分形,足一种自相似的填充演化模式,和本研究提出的孔隙演化模型类似,孔隙分形维数随浸渍炭化次数呈减小趋势.首次浸渍炭化后形成了大量的裂纹型孔隙,随着浸渍炭化次数的增加,裂纹型孔隙被逐渐填充,进一步验证了孔隙自相似填充演化模型的合理性.     

40CrNiMoA钢表面ESD-IBED复合强化层的组织和性能

研究40CrNiMoA钢ESD-IBED复合表面强化过程,分析强化层的组织、硬度、相组成和耐磨性.结果表明,在ESD-IBED复合沉积层中ESD沉积层占主导地位,它决定了复合强化层的微观组织,而IBED沉积层则起到改善ESD沉积层表面形貌的作用.在相同电参数下,Cr12MoV+Cu复合强化层的显微硬度高于石墨+Cu复合强化层.40CrNiMoA表面的复合强化层具有减摩耐磨性能.尤其是Cr12MoV+Cu复合强化层,耐磨性大约提高4倍,而且摩擦系数仅在0.05左右.     

薄膜弹性性能和膜厚对其弹性模量的影响

基于应变协调理论模型推导出薄膜弹性模量和泊松比表达式,对普通拉伸试验法进行了改进,即采用分区不同膜厚拉伸法分别研究了氧化铝薄膜/铝合金基体系统和氮化钛薄膜/高速钢基体系统上不同厚度薄膜的弹性模量和泊松比.结果表明:该方法可有效地减少薄膜制备、拉伸试验中偶然因素以及基体材料等对所测薄膜弹性性能的影响.通过不同厚度薄膜弹性模量的对比,可知2种体系薄膜的弹性模量随膜厚的增加而提高.分析认为薄膜内应力的状态、大小以及在薄膜厚度方向的重新分配等因素对薄膜弹性模量有很大影响.     

物理气相沉积TiAlN涂层的研究进展

概述了物理气相沉积TiAlN涂层的研究现状及发展趋势,详细分析了制备方法、Al含量、N2流量、基体偏压、温度以及其他元素对TiAlN涂层的涂层结构、硬度、高温抗氧化性和耐腐蚀性等性能的影响.目前制备的TiAlN涂层存在残余应力较大、表面液滴数量较多和涂层致密度差等问题.为进一步促进TiAlN涂层的应用,今后还需探索该涂层的制备方法,优化其制备工艺.多元纳米复合涂层和超点阵多层涂层是两个具有潜力的发展方向.