激光离散预处理钢基铬层的功能梯度界面效应

为揭示激光离散预处理对镀铬身管的延寿机制,研究了激光离散预处理钢基铬层的功能梯度界面(FGI)效应。结果表明,激光离散预处理使钢基体表层形成周期性梯度结构,初始镀铬层遗传了激光离散预处理基体表层的周期性梯度组织特征。FGI层因激光离散预处理在钢基体/铬层间形成,该FGI层可降低基体/铬层间的硬度梯度,大幅提高铬层的抗腐蚀剥落能力。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基金元合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｗ－Ｎｉ－Ｃ激光熔覆层的微观组织,亚稳相结构特征以及高温时效时的亚相变转机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋ＭＣ）,γ－奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。     

铁基合金激光熔覆组织及高温时效转变的TEM研究

利用ＡＴＥＭ研究了铁基多元合金ＦｅＣｒＷＮｉＣ激光熔覆层的微观组织、亚稳相结构特征以及高温时效时的亚稳相转变机制。结果表明组织为亚共晶组织,即γ＋（γ＋Ｍ７Ｃ３）,γ奥氏体为具有较高合金度的过饱和亚稳相,Ｍ７Ｃ３（Ｍ为Ｃｒ,Ｆｅ,Ｗ）为六方结构的Ｃｒ基亚稳合金碳化物。熔覆组织在高温时效时存在两类碳化物形成机制,即亚稳γ中析出Ｍ２３Ｃ６、Ｍ２Ｃ与ＭＣ碳化物以及Ｍ７Ｃ３→Ｍ２３Ｃ６与Ｍ７Ｃ３→Ｍ６Ｃ的碳化物原位转变机制。熔覆组织具有较高的显微硬度并存在显著的二次硬化特征     

界面形貌对热障涂层界面残余应力影响的数值模拟

利用有限元方法 ,对热障涂层热循环降温过程中产生的残余应力进行了数值模拟 ,研究了有尖点和无尖点正弦波形微坑以及矩形微坑对界面残余应力的影响。结果表明 ,微坑形状不同 ,界面上残余应力的大小、性质与分布也不同 ;微坑的形状变化和尖点的出现 ,将会使该处的应力发生突变 ,不利于增强界面结合强度。因此 ,从对热障涂层界面残余应力的影响角度看 ,无尖点的正弦波形微坑既优于有尖点微坑也优于矩形微坑     

热障涂层界面微结构尺寸与残余应力关系的数值模拟

利用有限元方法,对热障涂层热循环降温过程中产生的残余应力进行了数值模拟。以无尖点正弦波形界面形貌为对象,研究了其微结构尺寸（包括微坑间距,宽度和深度）对平行和垂直于界面的残余应力最大值SMX和SMY的影响规律。结果表明,在本文所给定的尺度范围内,微结构尺寸为SMX和SMY均有影响,但对SMY的影响要更为显著;在微坑深度,宽度和间距等3个微结构尺寸参数中,微坑深度对界面残余应力的影响最大。     

原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的组织结构和力学性能结果表明复合材料的组织为t-MoSi2基体上均匀分布β-SiC等轴颗粒,数量很少的球形小孔隙主要分布在SiC颗粒内,SiC颗粒尺寸为2-5μm.复合材料界面为直接的原子结合,无非晶层存在.复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一MoSi2,随着SiC体积分数的增加,维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高,而抗压强度先增加后减少SiC体积分数从10%增加到45%,KIC从4.34提高到5.71 MPa     

原位SiC颗粒增强MoSi_2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位 ＳｉＣ颗粒增强 ＭｏＳｉ２基复合材料的组织结构和力学性能。结果表明：复合材料的组织为ｔ－ＭｏＳｉ２基体上均匀分布 β－ＳｉＣ等轴颗粒,数量很少的球形小孔隙主要分布在 ＳｉＣ颗粒内, ＳｉＣ颗粒尺寸为 ２－５ μｍ．复合材料界面为直接的原子结合,无非晶层存在．复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一ＭｏＳｉ２,随着ＳｉＣ体积分数的增加,维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高,而抗压强度先增加后减少． ＳｉＣ体积分数从 １０％增加到 ４５％,ＫＩＣ从 ４．３４提高到 ５．７１ ＭＰａ·ｍ１／２;与单一 ＭｏＳｉ２相比提高了 ２５％－４６％; １４００℃时,σ０．２从 ２０％ＳｉＣ的 ２３０提高到 ４５％ＳｉＣ的 ２８５ ＭＰａ,比单一 ＭｏＳｉ２提高了 ９８％－１４６％．     

脆性涂层/韧性基体材料在拉伸应变作用下的开裂行为

提出一种在脆性涂层/韧性基体材料中含弹塑性界面层的剪滞模型.研究脆性涂层/韧性基体材料在拉伸应变作用下,其表面脆性涂层的开裂行为特征,探讨涂层内正应力、界面切应力、涂层的裂纹密度与涂层几何、力学等参数之间的内在联系,获得了涂层内正应力、界面切应力和(饱和)裂纹密度的解析表达式.最后利用这些参量及其间的内在联系,以工程实际中的脆性Cr涂层/韧性钢基体材料为研究对象,研究该种材料在拉伸过程中出现的断裂行为特征.研究结果表明,该材料在拉伸应变作用下出现的饱和裂纹密度与理论结果预测值符合较好.     

钢基身管内镀铬层下的激光淬火基体界面腐蚀与铬层剥落

钢基身管镀铬层在高温腐蚀性气体中服役，采用YAG激光器对身管内表面作螺旋线状离散淬火预处理后再电镀铬的复合工艺，形成了基体界面呈激光淬火区/激光未处理区周期性变化的铬层/基体结构.对该身管进行高温腐蚀介质为火药气体的靶场实验.对实验后的基体界面腐蚀形貌与铬层剥落的关系研究表明：次界面裂纹的形成是基体界面高温气体腐蚀的根本原因，基体界面腐蚀的结果是形成基体烧蚀坑，烧蚀坑上的铬层以断裂形式剥落.激光淬火预处理钢基体通过抑制次界面裂纹的形成避免了基体界面高温气体腐蚀损伤，提高了铬层的抗剥落能力.     

激光合成FeAl金属间化合物涂层

用优化的工艺参数,在45钢基体上用激光合成了表面质量好的FeAl金属间化合物涂层.结果表明,多道搭接处理对涂层相组成无影响. 涂层外层 （约1/3涂层）组织为灰白相间的FeAl及基体上分布少量黑色针状FeAl3,里层只有FeAl.FeAl的组织生长形态为树枝晶,白色枝晶富Fe,灰色枝间富Al.涂层/基体界面清晰,呈凹凸状.能量分散谱仪（EDS）成分线扫描分析结果表明,从1/3涂层处Al、Fe开始缓慢过渡,结合区比合成区成分过渡明显,但梯度不大,涂层/基体间有明显互扩散,为冶金结合. 激光合成FeAl涂层的最高硬度为565 HV0.025,比基体高1.7倍.