钛合金表面火焰喷焊涂层中气孔的成因及增加重熔对气孔的影响

在"一步法"火焰喷焊的基础上再增加一次重熔工艺.研究重熔对钛合金表面火焰喷焊制备的涂层中气孔的影响,并分析涂层中气孔的成因.工艺Ⅰ是在Ti6Al4V钛合金表面采用"一步法"火焰喷焊法制备镍基碳化钨涂层,工艺Ⅱ为在工艺Ⅰ制备的涂层上再增加一次重熔步骤.利用扫描电镜(SEM)对两种工艺所获取的涂层端面进行分析.扫描电镜照片显示增加一次重熔可有效地减少气孔.增加重熔后,使原来由于阴影效应和燃烧焰流大的吹力所产生的气孔和在粘稠的熔融金属上浮困难的气孔增加了气体排出机会,有效地减少了气孔;但增加重熔后,涂层中仍存在少量、小卵状的气孔,表明增加重熔可最大程度地减少气孔,但难以杜绝气孔的产生.     

钛提取技术进展

对传统和新发展的各种钛提取技术的基本原理、工艺特点及进展进行了回顾.介绍了目前国内外正在开发或改进的钛生产工艺,其中包括二氧化钛的直接电化学还原法、Armstrong(ITP)法、钙热还原法、金属氢化物还原法、四氯化钛熔盐电解还原钛、SOM法等,指出新工艺在工业应用中存在的问题.作者认为:由于传统的Kroll法生产成本高,限制了钛的应用,只有开发新的、连续化的生产工艺,才能从根本上达到降低生产成本的目的.     

钛表面辉光等离子制备Ti-Pd合金层耐蚀性能分析

采用辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层,并对Ti-Pd合金层的耐蚀性进行了研究。结果表明:合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃下8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti-0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的条件下,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti-0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的条件下,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti-0.2Pd合金的12.5%。     

混合氧化物直接电化学还原制备TiZr合金

采用电化学还原法,温度为900℃,在CaCl2熔盐中以烧结的ZrO2与TiO2混合氧化物(Ti、Zr原子比为1:1)为阴极,石墨棒为阳极,制备出了钛锆合金,初步探讨了钛锆的合金化历程。结果表明,所得合金的化学组成与投料能够保持一致,即电化学还原法由混合氧化物直接制得组分可控的TiZr合金。推断其合金化历程可能为:部分ZrO2、TiO2先钙钛矿化为CaZrO3及CaTimOn,然后还原为金属后固溶为TiZr;其余ZrO2、TiO2先形成CaZrmTinOx,然后直接还原为TiZr。     

锆合金表面交流微弧氧化膜组织与性能的研究

采用交流微弧氧化方法，在硅酸盐溶液中于锆合金表面沉积了一层厚约28μm的氧化膜。用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）及X射线衍射（XRD）分析了氧化膜的组织形貌、元素分布及相组成。通过测量试样在5％NaCl溶液中的点腐蚀电位，评估了氧化膜的保护性能。研究结果表明：氧化膜自内而外分为3层，即过渡层，致密层和疏松层。疏松层厚度达18μm，与致密层的界面存在明显孔洞，因此结合性较差；过渡层和基体、致密层与过渡层之间结合牢固。Si元素存在于氧化膜中，这说明电解液中的SiO3^2-参与了微弧氧化反应。氧化膜主要由M-ZrO2相和T-ZrO2相组成。锆合金表面的微弧氧化膜具有良好的耐蚀性能。     

电化学还原TiO2制备金属钛及反应过程的研究

采用熔盐电解法,在900℃熔盐CaCl2中以烧结TiO2为阴极,石墨棒为阳极制备出了金属钛.研究了不同温度下烧结阴极的形貌及其对电解反应的影响.结果表明：600℃下烧结4 h的阴极具有良好电化学反应性能;电解过程中脱氧速度不均匀;TiO2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属分步进行的;电解还原过程电流效率低约为15%.阴极的孔隙大小和颗粒尺寸会影响电极的反应速度.     

Ti6Al4V合金表面无氢渗碳层分析

将Ti6Al4V合金试样置入真空炉中进行无氢渗碳。分别用XRD、SEM、EDS及HV显微硬度计对渗碳层的物相、组织形貌、成分和硬度进行分析。结果表明,经过渗碳后,渗层中出现TiC相,但是未发现氢化物及含H相。整个渗碳层由附着层、渗碳层和扩渗层组成。附着层中含有Ti、Al、V元素,附着层的存在阻碍碳的渗入。渗碳层由致密的渗碳层Ⅰ和等轴晶组成的渗碳层Ⅱ组成。扩渗层有碳的渗入,碳含量少,只是一个渗碳影响层。渗层的硬度呈梯度变化,硬度变化曲线是渗层中碳含量变化的反映,硬化层厚度约为900 μm     

CaCO3的掺杂对TiO2电解过程的影响

采用熔盐电解法，将掺杂CaCO3的TiO2烧结体（作为阴极），在900℃熔盐CaCl2中还原成金属钛。借助SEM，EDS及XRD分析了烧结后的阴极形貌、成分及相组成，考察CaCO3对电解提取钛反应的影响。结果表明：在TiO2阴极中掺杂CaCO3可以增加烧结后的阴极片孔隙度，并影响TiO2颗粒尺寸的大小，有利于加快阴极电解反应的速度，提高电解效率。     

C掺杂硬质膜层的组织及性能研究

多元硬质膜层以其高硬度、抗磨损性及抗高温氧化性能显著提高了工件表面的服役性能,然而其过高的摩擦系数(0.4-0.9)引起了膜层的严重磨损。采用等离子增强PVD(物理气相沉积)技术在高速钢基体表面沉积C掺杂的Si-C-N以及Ti-Al-Si-C-N五元硬质膜层,并利用SEM、XPS、TEM、MH-5显微硬度仪以及摩擦磨损试验仪研究了C掺杂对膜层显微组织、力学性能的影响规律。结果表明:C的掺杂显著改善了膜层的显微组织,膜层硬度可达41GPa以上,尤其是膜层的耐磨减摩性能得到了极大的提高,摩擦系数低至0.2以下,且在测试过程中,膜层并没有发生剥落、撕裂等显著的破坏形式。     

钛表面辉光无氢渗碳动力学与耐蚀性能研究

利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术,对TA16和TA17管板组装焊缝的显微组织、晶界特征、晶体学取向进行表征研究.结果表明:TA16管母材为细小等轴α晶粒,大部分为大角度晶界,且其织构类型为纤维织构.TA17板母材呈典型的轧制态,且由α相和少量晶间分布的β相两相组成,大部分为小角度晶界,为基面织构.热影响区晶粒呈梯度长大分布,管侧的小角度晶界高于板侧.熔区为粗大的α’马氏体相交织成的网篮状组织,大部分为大角度晶界,织构比较漫散.