热喷涂烧结涂层结合性能评价界面应力有限元分析

通过梯度液相烧结或中温反应烧结处理，热喷涂层具有很高的结合强度。采用线切割沿涂层／基体界面切成对称切口，两边黏结后直接拉伸的实验方法对此高强涂层抗拉结合强度进行评价。对应不同涂层材料和切口结构工艺参数，借助有限单元法对涂层／基体交界面上的应力分布及切口附近的应力集中进行了分析，为正确评价涂层／基体的结合强度提供了依据。     

核燃料包壳锆合金表面吸氢开裂行为的研究进展

锆(Zr)及其合金因其在高压/高温水环境中的力学和化学性能、高剂量中子辐射下的结构稳定性和中子透明度,而被广泛用于核燃料包壳材料及其他核反应堆的重要结构材料.福岛核事故后,锆合金的腐蚀和吸氢行为成为耐事故核燃料包壳材料的重点研究方向之一.文中概述了锆合金氢化物的形成,并综述了3个因素对氢在锆合金中固溶度的影响,以及锆合...     

原位回火对马氏体不锈钢激光熔覆涂层的影响

目的 提高马氏体不锈钢(MSS)激光熔覆涂层的综合性能。方法 利用光纤激光器在Q235钢基材表面,分别采用连续扫描、间断扫描(层间停留30 s)两种方式,制备420 MSS激光熔覆涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、万能材料试验机、维氏显微硬度计、电化学工作站等设备,对比表征了不同扫描方式下制备的涂层试样的显微组织、力学性能和耐蚀性能。结果 连续扫描试样的显微组织分布均匀,主要由马氏体(M)和少量残余奥氏体(Ar)组成,呈脆性断裂,其抗拉强度和断后延伸率分别为1368 MPa、3.91%。而间断扫描试样由于产生了原位回火效应,存在两类不同组织:一类是细小灰色组织,比例分数为89.8%,由回火马氏体(Mtmp)、弥散分布的D23C6颗粒(D为Fe、Cr等)和少量Ar组成;另一类是粗大亮白色组织,比例分数为10.2%,主要为未回火M(un-tempered M)。间断扫描试样的抗拉强度和断后延伸率分别为1694 MPa、12.46%,但显微硬度和耐蚀性略有下降。结论 原位回火处理可显著提高420 MSS激光熔覆涂层的强韧性。     

铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的研究进展

激光熔覆技术作为推动国家制造业升级的重要绿色制造和再制造技术,在航空航天、海工交通、冶金机械等重点领域具有广阔的应用前景。激光制造用粉末材料是影响该技术应用和发展的关键因素之一,其中铁基合金材料具有成本低、力学性能好、应用范围广等优势,特别是不锈钢体系的铁基合金因其良好的力学性能和优异的耐蚀性能而逐渐成为研究关注的焦点。全面综述了国内外在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层的相关研究进展。根据显微组织的不同,目前采用激光熔覆技术制备的不锈钢涂层的类型主要有:奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢以及双相型不锈钢。重点综述了激光工艺参数(激光功率、扫描速度、熔覆方式等)、合金元素(Al、Ni、B、Mo等)、添加物(SiC、WC、VC、Cr3C2、Al2O3等陶瓷相)以及热处理(固溶处理、低温回火等)等因素对激光熔覆不锈钢涂层组织和性能的影响,主要包括对熔覆层的相组成、截面几何尺寸、稀释率、残余应力、力学性能、耐蚀性能等的影响规律及微观机制。同时,指出了目前在铁基材料表面激光熔覆不锈钢涂层领域中存在的主要问题及今后的发展方向。     

激光制备NiCrBSiCoWC熔凝层的特性

为改善汽轮机叶片性能,利用5 kW CO2激光器在汽轮机末级叶片表面制备NiCrBSiCoWC涂层,利用SEM观察熔凝层组织,利用HB1000B维氏硬度计测试熔凝层显微硬度,在XP-5数控高温摩擦磨损试验机上进行磨损试验,分析影响叶片熔凝层开裂行为的因素。实验结果表明:激光熔凝层与基材形成良好的冶金结合,熔凝层组织均匀,当熔凝层厚度为0.2～0.3 mm,基材预热至220℃时,熔凝层裂纹宽度和长度能得到有效控制,熔凝层平均硬度约为964 HV,其耐磨性比基体有明显的提高,熔凝层磨损后表面平滑,磨损体积减少约89%。     

热喷涂玻璃-Cr2O3陶瓷涂层的性能

以SiO2-Al2O3系玻璃与Cr2O3陶瓷粉末为原料,采用高温烧结、球磨破碎工艺制备玻璃态物质包覆Cr2O3陶瓷颗粒的玻璃-Cr2O3陶瓷复合粉末,利用氧-乙炔火焰热喷涂技术在45号钢表面喷涂SiO2-Al2O3-Cr2O3玻璃陶瓷保护涂层。利用扫描电镜(SEM)对SiO2-Al2O3-Cr2O3玻璃陶瓷粉末与涂层的微观形貌进行表征。采用粘接拉伸法检测涂层与基体的界面结合强度,在介质溶液中进行腐蚀实验,研究玻璃与陶瓷粉末的配比对涂层微观结构与性能的影响。研究表明:当SiO2-Al2O3系玻璃的含量(质量分数)为40%时,涂层具有较好的综合性能,与基体的结合强度达30.4MPa,在10%CH3COOH溶液(体积分数)、8%NaOH溶液(质量分数)和3.5%NaCl溶液(质量分数)中腐蚀120 h的腐蚀速率分别为112.6、87.1和83.1 mg/(h.m2)。     

微锻造对激光熔覆快速成型试样裂纹的影响

采用扫描电镜、X射线衍射等方法对微锻造处理后的激光快速成型试样进行了研究,结果表明微锻造能够改变激光快速成型试样的残余应力状态,使其有拉应力转变为压应力,裂纹大量减少,从而提高激光快速成型试样的综合性能.     

基于CT原理的轴类件深埋裂纹扩展预测研究

为了解决对轴类零件深埋裂纹的检测和裂纹扩展预测问题,提出了一种基于计算机断层成像(CT)的深埋裂纹的检测和裂纹扩展预测方法,用于轴类零件的性能评定及故障诊断。轴类零件经工业CT扫描得到CT图像序列,采用CANNY算法提取其边缘轮廓,然后对边缘进行矢量化,最后运用有限元理论,对裂纹扩展进行预测。结果表明根据轴类零件工业CT数据可以快速并精确地检测裂纹,并预测裂纹的扩展,实现对轴类零件的性能评定及故障诊断。     

基于工业CT的复杂封闭内腔体积与曲面积的测量

针对复杂封闭内腔尺寸难以测量的问题,提出了一种基于工业CT的鲁棒统计尺度区域拟合内腔体积和曲面积测量方法。该方法首先利用基于二维鲁棒统计尺度区域拟合模型提取出图像目标边缘,进而得到其连续坐标点链码;然后利用拉格朗日方法插值边缘坐标点,进一步提高目标边缘精度;最后利用格林公式和欧式距离公式得到各二维切片的目标区域面积和周长,根据台体公式法得到工件的体积和曲面积。实验结果表明,论文所提出的测量方法精度比改进的CV测量方法高,能够实现封闭内腔的几何测量。     

基于弥散强化钨基面向等离子体材料研究进展

重点综述了国内外关于氧化物或碳化物作为强化相的钨基面向等离子体材料的力学性能、氢滞留特性以及辐照损伤,发现制备工艺和强化相含量是影响钨基面向等离子体材料力学性能的主要方面,而均匀分散的强化相颗粒所致使的组织致密化程度更高是钨基材料力学性能提高的主要因素。其次,阐述了晶界和晶内的强化相颗粒分散不均表现出的位移损伤、气泡、绒毛、微裂纹等缺陷都将增加材料对氢同位素的捕获几率,以及等离子体辐照造成的脆化硬化将降低材料的抗热冲击性能。最后分析了近些年弥散强化钨基面向等离子体材料存在的关键基础问题,展望了未来弥散强化钨基材料的主要发展趋势,期望为开发优异的抗高热负荷和辐照损伤的钨基材料方面提供重要参考。