超音速火焰喷涂参数对WC-Co涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在钢基体表面制备WC-Co涂层,利用X射线、万能拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜等仪器分析涂层的组织结构与性能,并采用正交试验法研究了主要热喷涂参数对涂层表面性能的影响.结果表明:涂层孔隙率小于1%,界面结合良好、无剥落;喷涂距离是影响涂层结合强度、硬度的主要因素,当喷涂距离为210 mm时,结合强度可达到71.6 MPa,显微硬度可达到HV1 777;WC的分解受到温度和喷涂距离的共同作用,分解率可达到50%以上.     

等离子喷涂MCrAlY涂层高温氧化过程分析

研究了等离子喷涂制备的MCrAlY(M=Ni、Co)涂层试样在1100℃高温条件下的氧化过程。结果表明涂层在1100℃条件下的恒温氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,氧化速率常数kp=1.401×10-6mg-2.cm-4.s-1;氧化过程可分为3个阶段:初期的快速氧化阶段,此时形成物主要为θ-Al2O3;随着氧化时间延长,θ-Al2O3不断转变为α-Al2O3,形成连续的α-Al2O3薄膜,氧化反应进入相对稳定阶段;贫Al现象出现后,氧化产物相对来说比较复杂,甚至连性质相当稳定的Ni也被氧化生成NiO。     

Fe-Mn-Si形状记忆合金马氏体相变宏观形状应变特征

利用原子力显微镜(AFM)研究了Fe-20Mn-5Si-8Cr-5Ni-0.05N合金马氏体相变、逆相变宏观形状应变.结果表明:应力诱发γ→ε马氏体相变表面浮凸为单倾"N"型;预变形量小于6%时浮凸呈平行态分布,大于6%时出现交叉态分布,且其高度、宽度远小于同变形量条件下平行态分布的浮凸.平行态表面浮凸呈现良好的热恢复性能,交叉态表面浮凸的逆转变量很小.     

基于宏观空穴理论的主轴承多目标优化设计

为有效地降低内燃机轴承的润滑油泄流量,提高其油膜支撑能力,建立考虑宏观空穴效应的曲轴-主轴承系统的流体动力润滑模型,并根据不对中角度下最大油膜压力验证了宏观空穴模型的正确性;采用宏观空穴模型对内燃机轴颈-轴承系统的空穴区域及空穴区域密度进行预测;基于正交试验设计和最优拉丁超立方试验设计,研究不同参数及参数耦合对轴承润滑性能的影响;结合带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II),以润滑油泄流量和油膜支撑力矩为优化目标,对内燃机主轴承性能进行优化设计。研究结果表明:仅仅结合正交试验分析单因素影响权重是不够的,参数的交互影响权重较大,在进行参数权重影响分析时应综合考虑参数间的交互影响;在润滑油泄流量最小和油膜支撑力矩最大多目标优化中形成了一个最优解前沿,得到了一个关于多目标优化的解集。     

航空发动机封严篦齿等离子弧喷涂涂层制备

利用Praxair3710等离子弧喷涂系统在镍基合金试样上制备了(Ni5Al+Al2O3-3TiO2)复合涂层。利用金相显微镜对涂层进行组织观察,并采用Image软件分析涂层的界面污染物、裂纹、孔隙率、氧化物、球状颗粒及整体性等。研究了镍基合金试样上涂层质量与喷涂参数之间的关系以及蓖齿模拟件上的涂层形貌与喷涂角度之间的关系。结果表明:通过调整合适的喷涂参数以及喷涂角度,在蓖齿模拟件上制备的(Ni5Al+Al2O3-3TiO2)复合涂层的各项金相检查结果均取得良好效果。     

铝硅聚苯酯封严涂层全尺寸刮磨实验

目的研究航空发动机气路密封配副中铝硅聚苯酯封严涂层的摩擦磨损性能。方法利用等离子喷涂技术制备铝硅聚苯酯封严涂层试样,采用特定台架刮磨实验装置,对低温封严涂层的可磨耗性能的失效机理进行研究,利用3D激光共聚焦显微镜和扫描电镜,分别观察了低硬度、中间硬度、高硬度的封严涂层在低、高刮磨转速条件下的刮痕表面形貌及表面粗糙度。结果低刮磨速度下,3种硬度涂层的刮痕截面轮廓深度分别为150、350、360μm,表面粗糙度依次为16.236、22.155、47.300μm;高速刮磨下,涂层的刮磨深度均明显增加,依次为280、570、570μm。结论不同硬度涂层展现出不同的刮磨机理,低硬度涂层(HR15Y 45)的刮磨机理主要是粘着磨损,中间硬度涂层(HR15Y 60)以微观切削为主,高硬度涂层(HR15Y75)展现出腐蚀磨损和磨粒磨损机理。相较硬度对涂层性能的影响,叶尖线速度对刮痕深度起主导作用,高刮磨速度时,刮痕深度明显增加。刮痕表面粗糙度和轮廓深度是衡量涂层性能好坏的重要指标。     

热老化对铝硅聚苯酯涂层抗砂粒冲蚀性能的影响北大核心CSCD

采用等离子喷涂技术(APS)在45钢表面制备了铝硅聚苯酯涂层,对原始涂层和经过不同时间热老化后的涂层进行冲蚀试验,研究热老化对铝硅聚苯酯封严涂层抵抗砂粒冲蚀性能的影响。采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及光学显微镜等分析涂层的性能和失效机理。结果表明:热老化导致涂层结构完整性遭到破坏,并且降低了涂层中铝硅合金的强度和塑性;随着热老化时间的延长,涂层的抗砂粒冲蚀能力变差,特别是经过300 h热老化后,涂层中出现了铝硅合金的贯穿开裂,使得涂层中较强韧的金属网骨架发生破坏,导致涂层的抗砂粒冲蚀性能严重恶化。     

蜂窝结构对篦齿-蜂窝密封封严性能的影响

为提高压气机级间气路封严密封性能,在传统六边形蜂窝的基础上,改变其结构得到方形蜂窝和圆形蜂窝,数值研究不同间隙、压比和转速下蜂窝结构对篦齿-蜂窝密封封严性能的影响。结果表明:间隙增加时,篦齿密封、六边形蜂窝密封、方形蜂窝密封、圆形蜂窝密封4种密封方式泄漏量均线性增加,但由于蜂窝破坏了流场透气效应,故篦齿-蜂窝密封泄漏量增速最慢,其中圆形蜂窝密封封严效果最好;压比增加时,4种密封方式泄漏量均增加,但篦齿及蜂窝腔室内形成漩涡亦随压比增加而愈发强烈,耗散更多能量,故泄漏量增速逐渐变缓;转子转速增加时,流体环向速度增加,4种密封方式泄漏量均减小,而蜂窝环向切割流体形成漩涡耗散能量,故篦齿-蜂窝密封减小幅度较大。在大间隙高压比高转速的工况下,篦齿-蜂窝衬套结构封严效果更好,其中篦齿-圆形蜂窝密封最具优势。     

Cu-11.1Al-6.5Mn-1.6Zn-0.1Zr形状记忆合金的母相时效效应及其机理研究

研究了母相时效对Cu-11．1Al-6．5Mn-1．6Zn-0．1Zr合金形状记忆效应的影响，应用X射线衍射、扫描电镜等分析了时效过程中该合金相变、组织形态、晶体结构等变化。结果表明：在300℃以下温度时效，Cu-11．1Al-6．5Mn-1．6Zn-0．1Zr合金具有较强的形状记忆稳定性，当时效温度超过350℃时，因发生共析转变(β→α γ2)，使其形状记忆效应显著降低。