300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究.结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当.喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢.两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能.综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层.     

电磁振荡下薄带坯水平连铸的凝固组织

主要研究了静磁场和交流电复合产生的电磁振荡在薄带坯水平连铸上的应用.以纯Sn与Sn-10Pb合金为对象,通过热态物理模拟试验,研究金属薄带坯水平连铸的凝固组织,及其与电磁振荡强度的相互关系.结果显示,在电磁振荡作用下,纯Sn的凝固组织明显细化,并且细化效果随所施加电流的增大而增强;Sn-10Pb合金的凝固组织显示,在凝固前沿施加电磁振荡作用将显著地促进等轴晶组织的形成,使薄带坯中心出现等轴晶区,而且该等轴晶区随电磁振荡的强度增大而扩大.在低强度电磁振荡条件下,凝固组织细化和等轴晶化的原因是:电磁振荡力对金属初生晶的周期性拉伸、压缩、剪切、折弯、扭转等机械作用,使其出现断裂和剥落,增加形核数量;电磁振荡的局部搅拌作用使固/液界面前沿的温度和成分趋于均匀化,导致梯度降低,抑制了柱状晶的生长.     

Pt—Rh合金的高温挥发

研究了Pt-7Rh和Pt-Rh-Au合金的高温挥发行为.在1200～1350℃合金按抛物线-直线规律失重,且在高温下抛物线-直线失重规律的转换时间变快.在Pt-Rh合金中增加Rh含量和添加Au增大挥发率.Pt-7Rh-3Au合金的挥发激活能为167kJ/mol;Au降低Pt和Pt-7Rh合金的发挥激活能.还讨论了挥发过程的物理机制.     

CNTs/SiC/Cu复合材料制备及性能

以碳纳米管(CNTs)、碳化硅(SiC)粉体、锌(Zn)粉和CuSO_4·5H_2O为主要原料,用化学镀的方法制备CNTs /Cu复合粉体,再采用非均相沉淀法制备CNTs/SiC/Cu复合粉体.在750 ℃、100 MPa的制度下进行真空热压烧结后制得CNTs/SiC/Cu复合材料,其中Cu的含量(体积分数,下同)为70%,CNTs的含量(体积分数, 下同)分别为0,3%,5%,8%,12%.利用XRD、SEM分析样品的物相组成和显微结构;利用阿基米德排水法、显微硬度计、三点弯曲法测试了复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度.结果表明,随着碳纳米管含量的增加,CNTs/SiC/Cu复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度等性能发生相应变化,其中,抗弯强度呈现逐渐升高趋势.与未添加碳纳米管的30SiC/70Cu复合材料相比,添加12%CNTs的12CNTs/18SiC/70Cu 样品,抗弯强度提高了21.45 MPa.     

Mg2Ni1-xCux (x=0, 0.2, 0.4)合金熔炼法加球磨处理后的储氢性能

采用熔炼法加球磨处理制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.2,0.4)合金。通过XRD和SEM/EDX对合金的相成分和微观组织进行分析。研究表明,3种合金中都有Mg2Ni相形成。随着Cu含量的增加,合金分别形成Mg2Cu相和Cu11Mg10Ni9相。PCT测量结果表明,Cu的添加可以改善合金的吸放氢性能。     

电磁连铸和微合金化对5356铝合金组织性能的影响

研究了不同电源功率、拉坯速率和冷却水量等参数以及微量Sc元素对5356铝合金组织和性能的影响。结果表明,在电源功率10 k W,拉坯速率8 cm/min,冷却水量1.7 m3/h的工艺条件下,5356铝合金具有最优的表面和内部质量以及综合力学性能,抗拉强度、伸长率分别可达310.0 MPa和16.3%,且铸锭表面无明显铸造缺陷,边部组织基本为等轴晶,心部组织呈破碎枝晶形态,第二相分布均匀。5356铝合金合理的均匀化处理工艺参数为440℃,30 h,空冷,均匀化处理后合金元素Mg的微观偏析基本消除,在晶界连续分布的Al8Mg5相明显回溶。微量的Sc元素显著提高5356铝合金的强度和塑性。实验证明,5356Al+0.4%Sc(质量分数)合金晶粒明显细化,第二相数量减少,抗拉强度和伸长率达330.0 MPa和29.0%,分别提高6.5%和77.9%。     

TC11及表面改性膜层在海水中的微动磨损研究

通过对TC11钛合金进行不同表面改性实验(微弧氧化、N+离子注入、DLC多层膜),得到不同表面改性膜层。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究表面改性层的相组成和微结构。在模拟海水环境下,采用SRV-IV微动磨损试验机评价TC11合金及不同表面改性膜层的微动磨损性能(摩擦系数、磨损量及磨损机制),并比较抗微动防护效果。结果表明,TC11经改性后摩擦系数呈现不同程度下降,磨损量的降低则非常明显,其中DLC多层膜抗微动防护效果最显著。海水介质中各摩擦系数显著比纯水中低。海水中钛合金的磨损量小于纯水中的数值,腐蚀与磨损呈"负交互作用"规律,而改性层磨损较纯水中略高。     

机械式双金属复合管焊接质量控制

探讨采用封焊形式的机械式双金属复合管的焊接质量控制。要点在于制管质量控制、封焊及施工过程的控制。并建议采用管端堆焊的形式解决机械式复合管的焊接根本难题。     

UO2凝胶球陈化洗涤干燥工艺研究

通过加入预陈化过程、控制陈化时的升温速率,使凝胶球内外完全胶凝且均匀一致;通过洗涤时去离子水温度及洗涤次数的控制,避免小球开裂,减少废液量;通过干燥时真空度与温度的调节,避免小球开裂,均匀干燥。采用重络酸钾滴定的方法测量了陈化液中NO3-浓度随陈化时间的变化,进而判定陈化结束的时间;测量了洗液中NO3-浓度,进而判定洗涤过程是否结束。采用该陈化洗涤干燥工艺顺利完成了多批次的验证试验,最终制备出了满足设计要求的UO2核芯。所采用的陈化洗涤干燥3个工艺步骤在一台设备中顺序完成,适用于大批量UO2凝胶球(～3kgU/批次)的制备,可用于规模化的生产。     

碳化硅纤维增强体钛铝基体的原位合成与控制及其动力学解析

利用磁控溅射,采用钛靶和铝靶按照一定功率比在SiC纤维表面沉积钛与铝,制备SiC纤维的Ti-Al基复合先驱丝,按密排堆垛置于包套之中并经热等静压制备碳化硅纤维增强钛铝基试样。通过扫描电镜观察组织形貌,研究热等静压及真空热处理对组织结构、界面反应层的影响,应用XRD与能谱分析,研究磁控溅射功率对原子比的影响以及钛铝原位反应过程中相比例的变化规律,采用差示扫描量热法(DSC,differential scanning calorimetry)对钛铝反应进行动力学分析。结果表明,钛靶与铝靶的溅射功率直接影响钛铝的原子比,TC4和Al靶功率分别为13和4.5 kW/m2,其铝含量为27at%;TC4和Al靶功率分别为13和8.3 kW/m2,其铝含量为49at%。此外,动力学研究表明,Al3Ti是钛铝反应的优先生成相,随着Al的扩散,逐渐形成TiAl、Al2Ti和Ti3Al,但经过Al的充分扩散,其最终形成的稳定相取决于钛铝的原子比,若原子比为1:1,则最终形成TiAl相,且不同原子比区域形成的TiAl、Ti3Al可共存。