表面完整性对FGH96粉末合金高温低循环疲劳性能的影响研究

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙度增大的同时,引入了底部圆滑的弹坑,二次喷丸后Kurtosis值趋于3,但强度较小的一次喷丸仅能够部分消除刀痕;同时,一次喷丸和二次喷丸后,表面残余压应力由车削的-446 MPa,提高到-1000～-1100 MPa,二次喷丸后残余压应力场深度由车削的100μm提高到250μm,一次喷丸残余压应力场深度与车削状态相当。在二次喷丸良好的表面完整性作用下,在650℃,ε_t=1.2%的试验条件下,相比于车削状态,二次喷丸后疲劳寿命提高108%;相比之下,一次喷丸提高21%;喷丸后疲劳寿命分散度减小。经过断口宏微观观察和反推分析说明,3种表面完整性状态的疲劳扩展寿命很接近,造成疲劳寿命差别的主要原因是裂纹萌生差别,二次喷丸的裂纹萌生寿命分别是一次喷丸的221%,以及车削状态的216%。利用工艺手段优化表面完整性是提高FGH96合金表面完整性和低循环疲劳寿命的关键。     

40CrNi2Si2MoVA钢的大气应力腐蚀行为

用单轴拉伸试样和预制裂纹试样研究40CrNi2Si2MoVA高强度钢在典型大气环境下的抗应力腐蚀性能.施加应力后的试样分别暴露于北京、青岛、万宁3个不同的大气试验站.研究表明:40CrNi2Si2MoVA钢的抗应力腐蚀性能取决于环境,在海洋性环境下应力腐蚀性较高.扫描电子显微镜微观分析表明裂纹起始于表面的腐蚀点,并向试样内部扩展,为沿晶开裂,有二次裂纹存在.随着应力水平的增大,二次裂纹明显增加.     

基体负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响

采用真空多弧离子镀技术,使用Cr30Al70(原子分数)复合靶,在不同的基体负偏压下,在不锈钢基体上制备了一系列CrAlN涂层;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机和划痕仪等系统分析了涂层的成分、表面形貌、相结构、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能和界面结合性能。结果表明:随着负偏压的增大,涂层中x(Cr)/x(Cr+Al)的比值先增大后减小,当负偏压为150V时,该值达到最大,并与靶材成分接近;基体负偏压为200V时,涂层的表面粗糙度最大,涂层结晶度、硬度最佳,晶体相为固溶铬的面心立方AlN;涂层的摩擦磨损性能不仅与涂层的表面粗糙度相关,还与涂层非晶相中铝元素的含量以及涂层的内应力大小密切相关;界面过渡层制备工艺相同时,基体偏压对涂层和基体之间的界面结合性能影响较小。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀与防护研究

通过测定TA15钛合金与铝合金和结构钢组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TA15钛合金在使用中与铝合金和结构钢接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TA15钛合金与铝合金和30CrMnSiA钢接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与30CrMnSiNi2A钢接触产生的电偶腐蚀比较轻微.对铝合金和结构钢进行表面处理可以降低电偶腐蚀敏感性,表面处理后喷涂底漆可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

炭纤维环氧复合材料腐蚀行为的研究

采用电化学测试、腐蚀失重测量和SEM表面微观分析等试验方法,研究了炭纤维环氧复合材料浸泡在腐蚀介质中,由于腐蚀介质的存在和作用,对炭纤维环氧复合材料腐蚀行为的影响;同时对偶接了LY12CZ铝合金的炭纤维环氧复合材料也进行了腐蚀浸泡对比试验.结果表明,炭纤维环氧复合材料在3.5%NaCl腐蚀介质中,由于氧扩散的作用,开路电位需要近10h才能达到平衡,其腐蚀电位较正,树脂及树脂与纤维界面对腐蚀介质的吸湿,导致复合材料本身腐蚀增重.浸泡1464h后炭纤维环氧复合材料的表面微观形貌变化不大;在同样的浸泡条件下,偶接了LY12CZ铝合金对炭纤维环氧复合材料的腐蚀行为基本没有影响.     

冷喷涂技术在轻合金再制造工程领域的研究现状

作为新型绿色环保工艺,采用冷喷涂技术对铝合金及镁合金废旧零件进行修复,可以实现铝合金及镁合金废旧零件的尺寸恢复及性能提升。介绍了冷喷涂技术作为零件修复手段的原理,综述了目前冷喷涂技术修复铝合金及镁合金零件的研究现状。     

陶瓷弹丸喷丸强化对DD6单晶高温合金表面完整性的影响

采用陶瓷弹丸对DD6单晶高温合金进行喷丸,研究喷丸后DD6单晶表面形貌、表面粗糙度、表面层组织结构、显微硬度等表面完整性性能变化。结果表明:喷丸后,DD6单晶表面完整性性能发生较大变化,表面层组织产生严重塑性形变,表面粗糙度Ra升高,然而,采用特定参数喷丸后,表面粗糙度上升的同时,表面应力集中系数反而下降。喷丸后DD6单晶表面γ相和γ′相均发生剧烈的位错增殖,起到组织强化的作用。两种工艺喷丸后,表面显微硬度HV基本一致,达到620,比原始的磨削表面提高44%,加工硬化显著。     

冷喷涂Zn-Ni复合涂层形貌及性能

利用冷喷涂制备了Zn-15%Ni复合涂层。应用扫描电镜(SEM)、EDS和XRD对涂层的形貌、成分、孔隙率进行分析,并研究了喷涂前对基体材料进行前处理和喷涂后对涂层进行后处理对涂层形貌、孔隙率和结合强度的影响。结果表明:制备出Zn-15%Ni的复合涂层,涂层主要是以Zn和Ni的单质相形式存在,无新的第二相形成,锌和镍均保持了原本的结构;复合涂层致密,孔隙率低、硬度高、结合力好;喷涂前对基体材料进行喷丸后再吹砂的前处理,有利于提高涂层的结合强度;喷涂后对涂层进行喷丸处理,可使涂层平整、致密。     

外加应变对航空有机涂层损伤规律的影响

借助有机涂层预应变施加方法,跟踪观察户内加速试验过程中受到外加应变的航空有机涂层表面形貌变化,利用环境扫描电子显微镜进行显微组织表征,利用电化学阻抗谱进行特定频率的阻抗模值分析,进而综合研究航空有机涂层在外加应变和热带海洋大气环境耦合作用下的损伤规律和失效模型.研究发现,外加拉应变导致有机涂层的防护性能下降,外加拉应变水平越高,有机涂层损伤越严重,防护性能下降越多.进行户内加速试验过程中,受到外加拉应变的涂层防护性能进一步下降,外加拉应变越大,下降越快.受外加拉应变的涂层防护性能下降的原因是相应的应力水平超过有机涂层材料的断裂强度,从而在涂层内部形成微裂纹,构成外界溶液到达有机涂层/合金界面的通道.受到外加压应变后,有机涂层的防护性能不发生明显变化.进行户内加速试验过程中,受到外加压应变的涂层防护性能缓慢丧失,受到外加压应变水平越高,涂层防护性能下降越缓慢.

     

爆炸喷涂Cr_3C_2-35NiCr涂层的组织及性能研究

采用爆炸喷涂技术(D-gun)制备Cr3C2-35NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)对涂层微观结构、成分和相组成进行了分析,此外采用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、摩擦磨损试验机等设备分别对涂层的孔隙率、硬度、断裂韧度、结合强度、磨损性能和热震性能进行了测试分析。试验结果表明:爆炸喷涂制备的Cr3C2-35NiCr涂层孔隙率为0.52%,显微硬度为HV803,断裂韧度为4.55MPa?m0.5,结合强度大于87.5MPa;涂层磨损性能和热震性能的测试结果表明,Cr3C2-35NiCr涂层室温摩擦系数为0.6,经受750℃下50次热震(水冷试验)无剥落。