内燃机用Ti600钛合金表面激光熔覆NiCr/TiAl涂层组织及摩擦磨损性能

为了提高内燃机用Ti600钛合金的综合性能,对其表面进行激光熔覆处理制得NiCr/TiAl涂层,同时测试了该涂层的各成分与组织结构,之后对其处于环境中的耐磨性进行了模拟测试。研究结果表明:涂层中形成了许多等轴晶,枝状组织以及许多细小的组织,引起晶粒明显细化。形成了块状的晶体组织与部分球形晶粒,还生成了一些纳米尺寸的晶粒。涂层的平均截面显微硬度为832 HV,与界面相距50μm的部位发生了硬度快速减小,在界面处的基体达到了比Ti600基体更高硬度。激光熔覆涂层具备比基体更低的磨损率,常温时涂层达到了最大摩擦系数和磨损率;处于真空环境中最低。常温中进行磨损区域生成了许多磨屑并产生了明显犁沟结构。在高温、低温与真空环境中测试得到了相近的磨损表面组织形态,都形成了磨屑、犁沟与粘着剥落坑。     

车用ZL205A铝合金激光熔覆Al2O3/NiCrAl涂层组织及摩擦性能研究

综合运用Ni/Al和Al₂O₃粉末并以激光熔覆方法在阀门用ZL205A铝合金上制得耐磨涂层,实验测试研究其微观组织及摩擦性能。研究结果表明:NiCrAl/Al₂O₃复合涂层形成较为平整表面,得到的熔覆涂层具有均匀的厚度。添加Al₂O₃陶瓷颗粒后,能够达到细化组织的效果。位于在枝晶间隙区域还有许多白色的小尺寸颗粒,在相邻枝干间形成了由Al、Ti共同组成的微量起伏结构。NiCrAl涂层硬度平均为350 HV,NiCrAl/Al₂O₃复合涂层达到了650 HV硬度,说明加入Al₂O₃颗粒后可以获得比原先单一NiCrAl涂层更高显微硬度。与铝合金相比,NiCrAl/Al₂O₃复合涂层达到了更小的磨损量,并且比NiCrAl涂层减小近30%。NiCrAl/Al₂O₃复合涂层内存在许多弥散态的Al₂O₃细小颗粒,对摩擦期间的基体塑性起到抑制作用,对基体发挥明显支撑作用,显著提升涂层耐磨能力。     

镁合金表面铁氧化物涂层的制备及其耐蚀性能

镁合金的耐蚀性差,严重限制了其在生物材料领域的应用。在镁合金表面采用化学还原法和溶剂热法复合制备了铁氧化涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等对样品的结构与组成进行表征,分别采用Tafel测试和磷灰石诱导试验评价了样品的耐蚀性和生物相容性。结果表明:涂层的主要组分为Fe3O4、Fe2O3和FeO;随着乙醇浓度降低和溶剂热时间延长,涂层粗糙度先降低后升高;Tafel测试表明,随着乙醇浓度的增加,涂层的耐蚀性先增高后降低;在乙醇浓度为90%,溶剂热时间4 h时获得的涂层表面无脱落现象,微裂缝数量最小,具有最高的耐腐蚀性能,极化电阻达51 779.2Ω,并具有良好的生物诱导活性。     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g·cm^-3和HRA 92.4.     

冷却速度对Waspaloy合金凝固过程中偏析和液体密度的影响

通过不同冷速下的重熔凝固实验,利用扫描电镜和能谱仪系统研究了冷速变化对Waspaloy合金凝固过程偏析行为和液体密度的影响.结果表明:随着冷速的增大,Waspaloy合金中元素的偏析会减小,凝固过程中偏析最严重的是富集于枝晶间的正偏析元素Ti;元素偏析导致剩余液体的密度发生变化,而且液体密度基本上呈现反转趋势,当凝固温度到1300℃时,出现最大的密度反转.     

NiTi合金线材无模拉拔加工过程热力耦合数值模拟

结合所研制的连续式无模拉拔加工设备的实际情况,利用DEFORM有限元软件建立了加工过程的热力耦合有限元分析模型,开展了NiTi合金线材无模拉拔加工过程的热力耦合模拟研究,获得了线材无模拉拔加工过程的温度场和应力场的分布规律,以及冷热源距离、冷却水流量及拉拔速度对成品线径的影响规律.通过实验验证了模拟结果的正确性.     

等离子熔覆Fe-Ni基合金导辊组织结构及失效分析

采用等离子熔覆技术将Fe-Ni基高温耐磨合金粉末熔覆到45^#圆钢上,制备了Fe-Ni基合金导辊.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了Fe-Ni基合金涂层的组织结构和Fe-Ni基合金导辊的表面失效情况.结果表明:Fe-Ni基高温耐磨涂层组织形态良好,由涂层与基体的结合界面处到涂层的上部其组织由平面晶向树枝晶转变;γ-(Fe,Ni)的含量在涂层中按底部—中部—上部的方向依次降低,而(Cr,Fe)₇C₃的分布正好相反;Fe-Ni基合金导辊的失效机制为热疲劳开裂和磨粒磨损.     

合金钢中镁铝尖晶石夹杂物生成与转化热力学

通过FactSage 6.0热力学软件计算,研究了合金钢中镁铝尖晶石(MgO.Al₂O₃)形成和向低熔点复合夹杂物转化的热力学条件,以及钙处理对钢液成分和夹杂物成分的影响.研究结果表明:钢中生成镁铝尖晶石夹杂物需要镁的含量较低;当钢液中溶解钙的质量分数为1×10^-6时,镁铝尖晶石会转化变成液态的复合夹杂物;随着钙加入量的增加,液态复合夹杂物中Al₂O₃和MgO的含量继续降低,CaO的含量继续增加,SiO₂的含量较低,基本保持不变;随着钙加入量的增加,钢液中的氧含量会降低,镁含量增加.     

Mo-30Cu合金室温变形组织

对Mo-30Cu合金室温拉伸性能进行了研究,并对其断口进行观察分析.通过对Mo-30Cu合金冷轧实验,研究了不同变形量下组织的变化规律.结果表明:Mo-30Cu合金的断裂以Cu相的韧性断裂为主,并伴随着Mo/Cu界面的分离和Mo晶粒的解理断裂.Mo/Cu界面的分离和Mo晶粒的解理断裂是Mo-30Cu合金室温轧制过程中产生裂纹的主要原因.     

用FORC研究纳米双相Fe3B/Nd2Fe14B的微观磁学特征

通过熔融快淬法制备具有非晶结构的Nd_4.5Fe₇₇B_18.5合金,在氩气保护下660℃、10 min热处理获得了最佳磁性能的纳米双相复合永磁材料.由于材料具有双相复合纳米结构,磁体内部的微观磁化行为显示出复杂的交互作用.引入一阶回转曲线图谱法(FORC)研究材料的磁化机制和表征内部的交互作用.该材料的FORC图谱显示:纳米双相材料中存在明显的可逆磁化与不可逆磁化,同时两者相互耦合,耦合作用体现在图谱中的负值区域.不可逆磁化磁矩之间存在强烈的交互作用,体现在不可逆磁化峰的向下偏移和不对称性,整体表现出退磁特性,同时在δM曲线中得到证实.