铁基合金激光熔覆层裂纹控制的组织设计

通过对激光熔覆铁基合金进行组织设计和试验,获得了无裂纹、平均硬度为850.3 HV (65HRC)的熔覆涂层.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)对熔覆层进行显微组织、相结构分析,结果表明:熔覆层为枝/胞晶凝固组织形态,熔覆层内弥散分布大量的颗粒相;残余奥氏体沿着枝/胞晶间分布,晶间的碳化物呈颗粒状弥散分布在晶间残余奥氏体上.摩擦测试结果表明,熔覆层的磨损形式主要为磨粒磨损,对比材料冷轧辊用钢9Cr2Mo磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损和疲劳剥落.熔覆层的拉伸断口形貌为准解理和韧窝,并有沿晶粒边界形成的韧带,表明晶界残余奥氏体提高了熔覆层的韧性.     

堆焊快速成形低碳钢件的裂纹形成机理

采用SEM观察了堆焊快速成形低碳钢件的裂纹微观形貌.结果表明,裂纹萌生于成形件的初始沉积层,沿沉积高度方向扩展,终止于成形件表面之下.采用OM和EDS分析了成形件中的偏析与夹杂物成分,利用XRD分析了成形件中的残余奥氏体含量,成形件中的裂纹为液化热裂纹,在多层多道连续堆焊成形过程中,Mn,Si的氧化物、Mo的碳化物以及Ni金属间化合物的偏析是裂纹形成的内因,拉应力是裂纹形成的外因.通过合理匹配Mn,Ni,Si元素的含量,添加稀土元素Ce净化焊缝金属,采用层层正交的路径沉积,延长层间隔时间,可以消除堆焊快速成形低碳钢件的裂纹.     

超声速等离子喷涂Ni60A涂层的滚动接触疲劳寿命*

制备高质量的超声速等离子喷涂Ni60A涂层,并研究该涂层的滚动接触疲劳性能及寿命。通过正交试验对Ni60A涂层的4个主要喷涂工艺参数(喷涂电压、喷涂电流、Ar气流量和喷涂距离)进行优化设计,通过分析孔隙率和显微硬度值的大小,综合评价喷涂层质量。利用Image J2x孔隙率计算软件计算涂层孔隙率,利用扫描电镜分析Ni60A粉末和喷涂层的微观结构,采用显微硬度计测定涂层的显微硬度,利用RM-1接触疲劳/磨损多功能试验机对涂层进行不同载荷条件下的接触疲劳试验,并建立Weibull失效概率图。结果表明,通过正交试验可以获得高质量的超声速等离子喷涂Ni60A涂层,超声速等离子喷涂Ni60A涂层的最优喷涂工艺参数为：喷涂电压170 V,喷涂电流370 A,Ar气流量110 L/min,喷涂距离110 mm,通过最优参数制备得到的Ni60A涂层的孔隙率为1.05%,显微硬度为1 086 HV_0.2;在不同接触应力水平下,Ni60A涂层的寿命服从Weibull分布,通过Weibull失效概率图可以在一定范围内预测某一工作载荷下涂层的接触疲劳寿命。     

MnO2纳米材料催化Ru（bpy）3^2＋电致化学发光的研究

利用二氧化锰（MnO2）纳米材料新颖的化学、物理特性,研究其对三联吡啶钌（Ru（bpy）3^2＋的电致化学发光（ECL）的催化作用,结果发现,纳米MnO2材料在温和的条件且较正的电位（＋O．4V（VS．Ag/AgCl））下可以催化Ru（bpy）33^2＋产生阴极ECL。同时推导了其催化机理,为制备一种新型的高灵敏度的ECLSensor奠定了理论基础。     

涂层疲劳损伤声发射特征参数及损伤机理

使用超音速等离子喷涂设备在1045钢基体上制备了铁基合金涂层。以球盘式接触疲劳试验机为平台,研究了涂层接触疲劳损伤过程中声发射特征参数的变化规律,并分析了涂层的接触疲劳损伤机理。结果表明,在转速为2500r/min和应力水平为1.58GPa实验条件下,点蚀是涂层的主要失效形式,表现为在涂层磨痕轨迹范围内出现大量的点蚀坑,点蚀坑深度为20～30μm。涂层表面粗糙的微凸体与轴承球滚压接触产生黏着磨损,以及涂层、磨粒、滚动轴承三者形成三体磨料磨损是点蚀失效产生的主要原因。声发射幅值、有效值(Root Mean Square,RMS)、能量、计数和平均频率对涂层表面粗糙微凸体去除、弹塑性变形、裂纹萌生、裂纹稳定扩展和失稳扩展过程比较敏感,并且在不同的疲劳损伤阶段具有不同的信号反馈特点。     

工程陶瓷的激光加热辅助切削技术

激光加热辅助切削工程陶瓷技术即使用激光作为外加热源先于刀具加热软化陶瓷工件,然后再使用刀具将软化的材料去除。较高的剪切变形区温度降低了陶瓷材料的屈服应力和硬度,陶瓷变形特征从脆性转变为塑性或者准塑性,从而提高切削效率,延长刀具使用寿命,有望解决陶瓷加工中的低效率和高成本现状。从激光加热辅助切削工程陶瓷研究进展、激光束的整合,以及切削机理等方面,对激光加热辅助加工工程陶瓷做了较为全面的论述。     

玻璃纤维增强PEEK复合材料的高速干摩擦性能

利用球盘式摩擦磨损试验机对质量分数为30%的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK/GF)复合材料进行室温高速条件下干滑动磨损实验,考察了载荷及频率对材料摩擦系数及磨损量的影响,并对摩擦前后的微观形貌及热性能进行了分析。结果表明,随着载荷和频率的增加,PEEK/GF复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐增大并趋于稳定;微观结构分析显示GF与PEEK两相结合紧密,磨损方式主要以犁沟为主,GF的加入阻断了PEEK从PEEK/GF复合材料磨损表面剥落,使PEEK磨屑在GF周围积聚,摩擦表面产生的热量使PEEK收缩团聚在一起;PEEK/GF复合材料的热分解温度比纯PEEK提高了75℃。     

靶流对磁控溅射CrN金属双极板耐腐蚀性能的影响

为改善燃料电池金属双极板的电阻及抗腐蚀性能,采用磁控溅射工艺,在304不锈钢表面沉积CrN薄膜.分析了不同靶电流对膜层表面形貌和相结构的影响,测试其接触电阻及耐腐蚀性能.结果表明,表面改性后的不锈钢双极板导电性良好,在质子交换膜燃料电池电堆的组装力范围内,与Toray碳纸的接触电阻为22.65-24 mΩ/cm2.双极...     

水下切割技术研究及应用进展

随着海洋事业的发展,水下切割技术的应用日益广泛.文中阐述了水下切割技术的特点、分类及各种水下切割技术的基本原理,综述了近年来国内外水下切割技术的研究和应用进展,展望了水下切割技术的发展趋势.     

变极性等离子电弧压力的影响因素分析

利用U形压力计测试了不同工艺参数条件下的变极性等离子焊接的电弧压力,利用正交试验测试了不同正极性电流、反极性电流、正反极性时间比和等离子气流量四种参数条件下的电弧压力.结果表明,电弧压力随着这些因素的增加而增加,而四种因素对电弧压力影响的大小依次为:等离子气流量>正极性电流>正反极性时间比>反极性电流.分析原因,等离子气流量是通过冷却压缩提高电弧压力,压缩了电弧尺寸,而焊接电流则通过电磁压缩,但也提高了电弧半径.由于正反极性阶段电弧压力的差异较为明显.因此正反极性时间比对电弧压力也有显著的作用.

Abstract：

VPPA pressure was measured at different welding parameters by U-tube barometer method. The effects of different welding conditions on arc force, including straight polarity current, reverse polarity current, time ratio, plasma gas flow rate were analyzed by the orthogonal experiment. The results indicates that VPPA pressure increased with these four parameters, and the influences of the welding parameters are in order of plasma gas flow rate, straight polarity current, time ratio, and reverse polarity current. Then the mechanisms were discussed. The plasma gas can cool and compress the arc column and compress the arc radius, which increases the VPPA pressure; while the welding current increases the arc radius by electromagnetic compression, which enhances the VPPA pressure. Moreover, due to the great difference of VPPA pressure between straight polarity phase and reverse polarity phase, time ratio is also one of key factors to VPPA pressure.