微量Sn元素对高纯Cu线再结晶行为的影响

利用扫描电镜、强度测试仪分析了高纯铜线与微Sn合金铜线不同热处理温度下组织结构及强度、伸长率的差异,研究了高纯铜线、微Sn合金铜线再结晶行为及微量合金元素Sn对高纯铜线再结晶温度的影响机理。结果表明:Sn原子与铜原子间的化学交互作用与弹性交互作用,引起高纯铜的点阵畸变,阻碍再结晶过程中铜的晶界迁移,抑制再结晶和晶粒长大,使微Sn合金铜线再结晶温度由高纯铜线的400℃提高至450℃,且高纯铜线在热处理过程中晶粒增长与热处理时间呈四次方关系;微量Sn合金减少了无空气焊球热影响区长度,热影响区长度由150μm减少至120μm。     

冷轧及热处理对AA 5052铝合金组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、硬度实验和拉伸实验等方法,研究不同轧制变形量及后续退火处理对均匀化态5052铝合金组织与性能的影响。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,等轴晶沿着轧制方向明显地被拉长。由于轧制变形量的增加,加工硬化效应导致合金强度升高,硬度下降。当轧制变形量为87%时,抗拉强度可达325 MPa,但是伸长率只有2.5%。经退后处理后,大量的第二相析出。随着退火温度的升高,第二相析出增多,并且明显弱化加工硬化效应。当经过300°C处理4 h后,伸长率可达~23%,抗拉强度降至212 MPa,此时综合力学性能恢复到均匀化状态。     

Microstructure evolution and corrosion resistance in simulated CGHAZ of X80 high-deformability pipeline steel

In this study, the microstructure evolution and corrosion resistance in 0.5M Na₂CO₃-1 M NaHCO₃ solution of X80 high-deformability (X80HD) pipeline steel coarse-grained heat-affected zone (CGHAZ) with several heat input levels were investigated. It is shown that the microstructure of CGHAZ changes from bainite ferrite to granular bainite as the heat input increasing. In addition, the corrosion resistance and the stability of passive film of base material are better than those of CGHAZ with several heat input levels. Too small or too big heat input is inadvisable and better corrosion resistance of CGHAZ is attained when heat input is 30kJ/cm.     

常压低温冷等离子体还原Fe2O3的研究

目的研究常压低温冷等离子体还原过程中气体常量对Fe_2O_3还原过程的影响。方法采用冷压成形后高温烧结的方式制备Fe_2O_3试样块,利用射流型常压冷等离子体还原铁基氧化物,通过X射线衍射仪分析还原前后的物相,用扫描电镜观察还原前后的微观形貌,讨论了还原过程中气氛的作用和影响。结果等离子体的还原能力取决于还原气体的成分与含量,其中氮等离子体在常温常压条件下无法还原Fe_2O_3,氨气+氮气混合气体为工作气体的常压低温冷等离子体能将Fe_2O_3还原成Fe_3O_4和金属Fe,还原能力随着氨气含量的增加而增强,还原速率随着氨气含量的增加而下降。氨气在等离子体中可产生多种还原性物质,如N_2H_4、H和H_2*等,能将Fe_2O_3还原,且过程表现为过渡还原,即Fe_2O_3先被还原成Fe_3O_4,再被还原成金属Fe。结论常压低温冷等离子体中的电子与热效应无法还原Fe_2O_3,添加氨气后的等离子体中产生了一系列的活性物质,才能还原金属Fe表面的氧化物。     

球磨纳米结构Fe40Al合金粉末及其冷喷涂沉积行为研究

目的研究冷喷涂用纳米结构Fe40Al合金粉末的球磨制备工艺及其在不同基体表面的冷喷涂沉积行为。方法以Fe粉、Al粉为原料,按照Fe-40Al进行配比混合,采用行星式球磨机制备纳米结构Fe40Al合金粉末,在不同硬度基体表面(不锈钢、低碳钢、纯铜及锡)冷喷涂沉积单个Fe40Al合金粉末颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),分析球磨过程中Fe40Al合金粉末的组织结构演变规律、粉末颗粒在不同基体表面的碰撞变形行为及沉积特性。结果球磨过程中,随着球磨时间的延长,Al扩散进入Fe晶格形成纳米结构Fe(Al)固溶体,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸约为35 nm,平均颗粒尺寸约为20μm,内部为精细层状结构。纳米结构Fe40Al合金粉末在硬度较高的不锈钢和低碳钢基体上沉积时,粉末颗粒发生强塑性变形而基体变形量较小,颗粒和基体间的结合较弱,沉积效果较差;当在硬度较低、塑性较好的Cu基体上沉积时,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形,颗粒和基体间的结合较强,沉积效果最好;在硬度最低的Sn基体上沉积时,基体发生强烈的塑性变形且出现部分熔化,但颗粒几乎没有变形,且颗粒与基体间的结合很弱,沉积效果最差。结论采用球磨工艺可制备出适合冷喷涂用的纳米结构Fe40Al合金粉末,随着球磨时间的延长,粉末晶粒尺寸减小,硬度增加。基体种类对纳米结构Fe40Al合金粉末的冷喷涂沉积行为影响显著,基体硬度过高或过低均不利于粉末颗粒沉积,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形有利于增强颗粒与基体间的界面结合,从而改善沉积效果。     

冷颜料在红外隐身涂料中的应用

目的通过冷颜料降低目标的表面温度,起到红外隐身的作用。方法采用XRD衍射仪和紫外/可见光/近红外分光光度计等,分析颜料的相结构及近红外光谱特性。采用红外辐射率测量仪、紫外/可见光/近红外分光光度计和红外灯模拟太阳光照射,分析涂层的红外发射率及反射隔热性能。结果与炭黑颜料相比,铁铬黑颜料的近红外平均反射率为57%,且反射光谱与叶绿素基本一致;当填料质量分数为10%时,铁铬黑涂层的近红外反射率最大,平均反射率为39.2%,红外发射率为0.91;20%(质量分数)炭黑涂层和10%(质量分数)铁铬黑涂层相比,铁铬黑涂层的反射隔热效果明显,其平衡温度较普通炭黑涂层低8.8℃。结论红外隐身材料应考虑颜料对涂层红外发射率的影响,在满足涂层颜色的条件下尽量控制颜料的添加量,实际应用中以颜料添加10%(质量分数)为宜,在满足涂层反射隔热要求的同时,保证了涂层的红外发射率。     

冷加工制备医用铂钨丝材的研究

铂钨(PtW)合金是一种优良的生物医用材料,铂钨丝材可制成栓塞弹簧圈,用于治疗脑动脉瘤。由于铂钨属难熔合金,且开坯极易开裂。采用非自耗真空电弧熔炼方法制备铂钨合金铸锭,通过小变形量轧制并配以中间热处理,使铸锭发生塑性变形,结合后续的拉制及不同热处理工艺,采用光学显微镜、扫描电镜对微观组织进行观察,并研究铂钨合金丝材在不同热处理条件下的力学性能变化,成功制备出满足生物医用要求的铂钨超细丝材。     

镁合金表面冷喷涂层防护研究进展

镁合金作为最轻质的金属结构材料,由于其密度低和比强度高等优良的物理和力学性能,在航空、航天、汽车以及电子等领域引起广泛关注。然而,镁合金化学性质活泼、耐腐蚀和耐磨损性差等缺点严重制约其进一步应用。近些年发展起来的冷喷涂技术,在固态下制备涂层,涂层致密且与基体结合良好,因此可为镁合金表面防护提供一种新的有效方法。主要综述了镁合金表面冷喷涂耐腐蚀涂层(纯铝、铝合金和复合材料涂层)和耐磨损涂层(合金和复合材料涂层),论述了影响冷喷涂层耐腐蚀、耐磨损以及其他力学性能(硬度和涂层/基体结合强度)的主要因素,包括杂质元素含量、合金种类以及复合材料涂层中陶瓷颗粒含量、尺寸和形貌等。对比了几种常用表面处理技术制备的纯铝涂层的耐腐蚀性能,并阐述了冷喷涂技术在镁合金表面防护方面的优势。此外,还分析了热处理对冷喷涂纯铝和复合材料涂层耐蚀性的影响。最后提出了目前冷喷涂技术在镁合金防护方面的局限性以及发展难题,对未来研究趋势进行了展望。     

基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术研究

目的介绍基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测的研究思路及所开发的配套的检测设备。方法通过模拟检测实验,考察了直流电位梯度检测方法在海底管道外防腐层破损检测中的可行性、检测装置运行及测量功能的适用性。结果模拟检测实验实现了滩浅海海底管道外防腐层破损的有效检测,且不受海底管道正常填埋的影响,可实现管道外防腐层8 mm×8 mm(8 m V/m)以上破损的非接触式检测。结论基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术可行。可以利用所研发的检测装置,通过海底管道沿线电位梯度的测量,判断管道外防腐层破损及牺牲阳极块位置,从而为管道的运行维护提供技术支持。     

冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。