高强度高导电性铜合金强化理论的研究与应用发展

高强度高导电性铜合金在现代工业中有广泛的用途,近几年来其国内外市场需求量快速增长,目前我国已成为世界上铜合金及其产品的消耗大国.本文结合作者多年从事高强度高导电性铜合金研究与开发的实际,全面地综述了国内外对高强度高导电性铜合金强化理论的研究与应用发展,重点介绍了铜合金强化理论在实际应用中的最新研究成果.     

司家营铁矿磨矿钢球消耗的控制

针对司家营铁矿钢球消耗偏高的现状,通过对影响钢球消耗的因素进行科学分析,提出降低钢球消耗的措施。研究认为,磨矿钢球的消耗与矿石的可磨性、硬度、入磨粒度、矿物嵌布粒度、钢球材质补加方式、管理制度等密切相关。通过增加湿式预选作业、采用高铬合金铸球、改进钢球补加制度、降低磨矿给矿超大粒级(+12 mm)含量等措施,钢球年单耗由1.756 kg/t降低到1.077 kg/t,下降了0.679 kg/t原矿,对节能降耗、提高磨矿效率及企业经济效益具有重要的现实意义。     

45#钢浅表层下水波纹形成原因分析

45#钢板上表面机加工约5 mm后出现了类似裂纹形貌的水波纹,硬度异常,导致刀具损耗增大,生产成本增加。采用低倍检测、磁粉、渗透和超声波探伤、直读光谱仪、维氏硬度计、金相显微镜分别对钢板的组织、硬度进行了分析,并通过CCT曲线模拟结果,结合连铸工艺,对水波纹的形成原因进行了详细分析,提出了改进措施。结果表明,水波纹并非裂纹缺陷,只存在于钢板上表面,打磨后可消失;该处维氏硬度高于基体,存在C、Mn成分偏析,组织为回火索氏体;非金属夹杂物主要为硫化物夹杂,分布不均。工艺排查原因为连铸机二冷段漏水,通过加强设备维保、调整辊缝大小、控制拉速在0.75～0.85m/min、过热度在10～25℃等工艺措施,水波纹问题得到了解决。     

W6Mo5Cr4V2钢表面强流脉冲离子束辐照研究

利用扫描电镜(SEM)、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪对W6Mo5Cr4V2钢经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照前后试样的表面形貌、粗糙度、表层的组织结构及硬度进行了分析,探讨了"熔坑"和硬度"多峰"态形成的原因.结果表明,试样表面粗糙度随辐照次数的增加有所减小;辐照过程使该钢体心立方的马氏体α'-Fe向面心立方的奥氏体γ-Fe转变,碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化,点阵畸变度增大,使W6Mo5Cr4V2钢表面硬度有较大的提高.     

7075铝合金激光熔覆Al-Cr复合涂层

为了对7075铝合金进行表面强化,采用激光熔覆技术制备了Al-Cr复合涂层,采用扫描电镜(SEM)和光学金相显微镜(OM)观察复合涂层组织结构,采用能谱仪(EDS)进行元素分析,采用X-射线衍射仪(XRD)做物相分析,并测试了复合涂层的显微硬度。结果表明,通过激光熔覆技术制备的Al-Cr复合涂层较为平整,无明显裂纹,与基体形成了良好的冶金结合;复合涂层由金属相(Al和少量的Cr)、陶瓷相(Al_xCr_y金属间化合物)共同组成;涂层中的Cr、Al反应有2种机理：液-固反应和固-固反应;金属Al相的作用为粘结涂层与基体、增加涂层的韧性和减少裂纹产生;涂层经历激光作用道次不同,各部位的组织结构和物相组成存在着差异,导致性能发生了变化,涂层的显微硬度沿熔池深度方向呈梯度分布,逐渐下降,其表面硬度最大为977.4HV_0.5,相对于T6态的7075提高了6.88倍。     

钛合金等离子氮化表面的细菌粘附研究

本文对用作口腔修复材料的钛合金(Ti6Al4V)进行等离子氮化处理.分析和表征改性层显微组织的显微硬度、元素分布情况及改性层相结构;比较了改性前后表面粗糙度、表面形貌及细菌粘附情况.结果显示:钛舍金表面经等离子氯化得到的改性层均匀、致密,厚度约为2.8μm,表面显微硬度值为HK0.0251 443,改性层由TiN及Ti2N两种氮化物组成.与改性前相比,试样表面形貌发生变化,表面粗糙度提高,改性后的钛合金表面可以显著地减少细菌粘附.     

基于喷丸强化的气门弹簧激光冲击强化研究

为了研究基于机械喷丸(SP)、热定型工艺的激光冲击处理(LSP)对气门弹簧性能影响,利用高功率激光对不同加工工艺制造的气门弹簧内侧进行单点冲击处理,从残余应力、显微硬度和微观组织等方面分析了激光冲击强化对气门弹簧的影响。结果表明,弹簧的激光冲击强化与喷丸强化相比,效果差距不大。对基于喷丸强化的气门弹簧激光冲击处理的强化效果明显,二次喷丸下的激光冲击处理出现最大残余压应力,达到-541 MPa,经二次喷丸+热定型处理的弹簧表面显微硬度最大,达到668.4 HV。不同制造工艺制造的弹簧激光冲击强化后表面显微硬度的变化规律与冲击前基本一致。弹簧经激光冲击强化后晶粒发生细化,晶粒尺寸和强化相是提高硬度的主要原因。     

Cr12钢激光表面熔凝后的性能研究

采用Nb:YAG激光器对高碳高合金钢Cr12进行了表面熔凝处理试验,分析了激光加工参数对熔凝单元体宽度的影响,采用光学显微镜、扫描电镜以及能谱仪分析了激光熔凝处理后Cr12钢单元体的微观组织和化学成分分布,测量了不同激光加工参数下熔凝单元体宽度,并用显微硬度计测试不同区域的微观硬度。结果表明:激光熔凝处理后得到熔凝区、热影响区和基体三层组织。熔凝区组织为极细的等轴晶和柱状晶,消除了夹杂相,合金元素基本均匀分布。热影响区的显微硬度较基体显著提高,熔凝单元体宽度随激光参数的变化呈一定规律性变化,其中离焦量对单元体宽度影响最大。     

激光淬火+冲击复合强化处理QT800-2的实验研究

对经激光淬火强化处理后的球墨铸铁QT800-2的强化区域再进行激光冲击强化处理进行了研究。结果表明,复合强化处理后的球墨铸铁QT800-2与经激光淬火强化处理区域相比,各项机械性能都得到了较大提高,其中硬度提高了18％,耐磨性提高了100％,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力。     

激光窄条喷丸成形的实验研究

利用短脉冲激光对LY12CZ航空铝合金进行了窄条激光喷丸(LP)成形。激光脉冲参数:波长为1.06μm,脉冲宽度为23 ns,光斑直径为7 mm,输出能量为22 J。试样外形尺寸为100 mm×25 mm×2 mm,喷丸窄条宽度为7 mm,条带内相邻光斑的距离为4 mm,相邻喷丸条带中心间距为15 mm。利用弧高仪测试样变形后的变形量,用X-350A残余应力测试仪测其残余应力,用HVS-1000硬度计测其显微硬度和用Taylor Hobson-5M测表面粗糙度。实验结果表明,试样经激光喷丸后,变成了曲率半径为1.87 m的单曲率件,冲击硬度得到提高,喷丸条带内的表面粗糙度值增大,但仍然保持光滑,试样上下表面的残余应力均有显著提高,其激光喷丸面的残余应力平均增加了250%,下表面平均增加了75%,喷丸条带内的硬度平均值增加约40%。