Ni含量和烧结压力对SPS法制备NiTi合金显微组织及摩擦学性能的影响

采用高能球磨和放电等离子烧结法(SPS)在1000℃制备了NiTi合金,研究了镍含量和烧结压力对NiTi合金致密度、显微组织、显微硬度和摩擦学性能的影响。结果表明：通过高能球磨后,粉末颗粒尺寸减小,随着镍含量增加,Ni相衍射峰向高角度偏移。NiTi合金致密度随着烧结压力增大而增大,在低烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加从94.7%降低到84.6%;在高烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加表现出先增加后减小的趋势,在镍含量为45%(质量分数,下同)时,合金致密度最低。NiTi合金中主要由NiTi相、NiTi₂相和Ni₃Ti相组成,Ni₃Ti相含量随着镍含量和烧结压力增大而增大,并且镍含量和烧结压力增大会引起Ni₃Ti相晶格畸变。随着镍含量从0%增加到65%时,合金显微硬度先增大后减小,在镍含量为50%时,显微硬度最大。在相同化学成分下,合金显微硬度随着烧结压力增大而增大。增大镍含量和烧结压力会降低NiTi合金磨损率,显著提高合金耐磨性。室温下NiTi合金的磨损机制是磨粒磨损和黏着磨损。     

高铁含量铜铁合金强化机理的研究进展

因铜铁合金具有优异的物理性能和较低的成本,表现出巨大的潜力和应用前景,特别是其电磁屏蔽特性在5G通信、高端电子器件领域有着重要的应用价值。一般来说,铜铁合金经过冷变形加工、固溶处理以及时效处理后能够获得较高的强度,因此关于铜铁合金强化机理的研究自合金问世以来从未停止。本文首先简要分析了铁含量对铜铁合金强度的影响,然后,从铜铁合金的强化方式出发对其强化机理进行了综述,在此基础上,对铜铁合金的强化机理进行了总结并提出了展望。其中,高铁含量铜铁合金的主要强化方式为纤维强化,并且在冷变形过程中会发生马氏体相变。此外,在后续热处理过程中可能析出纳米孪晶铜,甚至形成铜铁超有序结构。值得注意的是,以上方式都使铜铁合金的强度得到进一步的提高。     

齿轮钢20CrMnTiH淬透性/宏观偏析控制

针对近期ø500 mm断面20CrMnTiH淬透性波动幅度较大问题,通过改变拉速、结晶器电磁搅拌、二冷比水量等参数,对比取样分析改变参数前后的低倍组织、碳偏析量以及淬透性。结果表明,采用改变后的生产参数进行生产,等轴晶率下降幅度较小,宏观偏析以及淬透性波动幅度明显下降,产品质量提升明显。生产参数调整对比中150 A、1.5 Hz结晶器电磁搅拌参数下的宏观偏析和淬透性波动情况明显好于200 A、1.5 Hz结晶器电磁搅拌参数情况。因此,采用拉速0.35 m/min、二冷区各分段水量为40 L/min、21 L/min、13 L/min,二冷比水量0.134 L/kg、结晶器电磁搅拌150 A、1.5 Hz以及末端电搅100 A、7 Hz参数,改善了齿轮钢20CrMnTiH淬透性/宏观偏析波动大的情况。     

缓释型减水剂对机制砂混凝土性能的影响

为降低机制砂混凝土的坍落度损失,研究了缓释型聚羧酸减水剂(PCS)和普通型聚羧酸减水剂(PCE)对机制砂混凝土性能的影响,测试了石粉含量对聚羧酸减水剂与水泥的适应性、石粉含量对聚羧酸混凝土工作性及力学性能的影响。研究结果表明,聚羧酸减水剂与水泥的适应性良好,其受石粉含量的影响较小。机制砂石粉含量在16%范围内,增加石粉含量会降低混凝土的坍落度、增加混凝土坍落度经时损失;缓释型聚羧酸减水剂可有效地降低混凝土坍落度经时损失,但同时也会降低混凝土的抗压强度。     

纤维加筋微生物固化砂土的力学特性

微生物固化能有效提高砂土的强度,但同样会导致土体破坏时呈现明显的脆性。为了平衡微生物固化砂土脆性破坏的不利影响,提出纤维加筋与微生物固化相结合的改性方法,即将质量分数为0%,0.05%,0.15%,0.25%和0.30%的聚丙烯纤维与石英砂均匀混合,然后基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对土样进行固化,并开展了一系列无侧限抗压试验,同时采用酸洗法测定了各组试样中的碳酸钙含量,进一步分析了试样的微观结构及纤维–土颗粒之间的界面作用特征。结果表明:①在微生物固化砂土中掺入纤维,能极大提高土样的无侧限抗压强度和残余强度,并能显著改善土样破坏时的韧性;②纤维掺量对微生物固化砂土的力学特性有重要影响,无侧限抗压强度随纤维掺量总体上呈先增加后减小的趋势,最优纤维掺量为0.15%,峰后残余强度与纤维掺量呈单调正相关关系;③纤维加筋使微生物固化砂土的峰后应力–应变曲线呈阶梯式下降模式,局部存在波浪式起伏特征;④纤维加筋能够提高微生物诱导碳酸钙的沉积效率和产量,与此同时,碳酸钙的胶结作用对纤维加筋效果具有促进作用。纤维加筋技术与MICP技术相结合能够实现优势互补,对提高工程结构的安全性与稳定性具有积极意义。     

紫外光固化聚氨酯自愈合涂层的合成和性能研究

目的 制备一种紫外光（UV）固化聚氨酯自愈合涂层,并研究其自愈合性能。 方法 以2.4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG）、三羟基聚醚多元醇（HSH330）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、1,4-丁二醇（BDO）为原料,采用两步法合成UV固化丙烯酸酯改性聚氨酯涂层（APU）。使用红外光谱对合成涂层的化学结构进行表征,使用激光共聚焦显微镜对涂层的表界面性能进行分析,并使用拉力试验机考察涂层的力学性能、自愈合性能及成膜性能。结果 FTIR光谱结果表明,合成的涂层是丙烯酸酯改性聚氨酯涂层（APU）,810 cm–1处存在来自HEMA的—C=C—双键弯曲振动峰,同时涂层仍呈现出明显的聚氨酯化学结构特性。随着HEMA的引入,涂层硬段质量分数从20%增加至40%的过程中,吸水率从36.8%降至3.1%,弹性模量从0.29 MPa增加至8.69 MPa。自愈合性能测试结果表明,随着HEMA的引入,涂层的自愈合率降低,当APU涂层硬段质量分数超过45%后,涂层失去自愈合能力。结论 制备的APU涂层具有优异的耐水性和致密性,由于HEMA含量的增加限制了软段结构的分子链运动和氢键作用,从而削弱了涂层的自愈合性能。     

高铌γ-TiAl合金表面微弧氧化陶瓷涂层的耐蚀性及高温氧化行为

利用微弧氧化技术（MAO）在硅酸钠和氢氧化钾溶液中对高铌γ-TiAl合金表面原位生长陶瓷涂层以提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电化学工作站和箱式电阻炉高温氧化测试分析涂层的表面及截面形貌、相组成、元素化学结合状态、耐蚀性和高温氧化行为。XRD和XPS结果表明,陶瓷涂层主要由Al₂TiO₅、SiO₂和Nb₂O₅组成。涂层与基体界面结合良好,厚度约2.15 μm。高铌γ-TiAl合金经微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流降低近1个数量级。微弧氧化处理试样在800~900 ℃中的氧化增重仅为基体的8.9%~37.5%。微弧氧化陶瓷涂层将基体的氧化激活能从247.79 kJ/mol增加到涂层试样的574.41 kJ/mol。     

固溶处理对NbTiZr合金微观组织与力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了50Nb-20Ti-Zr(mass%)合金,并研究了固溶处理对其组织和性能的影响。结果表明:当固溶时间为6 h时,该合金的典型组织是以条幅分解为基础的片层状组织,并且随固溶温度的升高,晶界无析出带现象越明显,合金的弹性模量没有明显的变化,但其断裂强度有所下降;当固溶时间为18 h时,随固溶温度的升高,合金的组织呈现出"片层状-球化-针片状-等轴化"的演化过程,合金的弹性模量与断裂强度均逐渐增加。合金的断口形貌是由塑性韧窝、河流花样和平行分布的准解理小刻面组成,属于韧性断裂和脆性断裂组合的混合型断裂。     

镁含量对挤压铸造Al-10Si-2.5Cu-xMg合金显微组织及力学性能的影响

通过添加不同含量的镁制备出Al-10Si-2.5Cu-xMg(x=0.5%,1.0%,1.5%和2.0%)合金,研究镁含量对Al-10Si-2.5Cu合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着镁含量的增加,铸态合金显微组织中的共晶硅得到了细化,而T6热处理使得合金显微组织中的硅相溶断并且球化;当镁含量为1.5%时,铸态和T6态合金的抗拉强度分别达到最大值290 MPa和305 MPa;铸态合金的硬度在镁含量为2.0%时达到最大值112 HV5,T6态合金的硬度在镁含量为1.5%时达到最大值127 HV5;铸态合金的拉伸断口中存在一定量的解理面和少量的韧窝,断裂方式由准解理断裂向脆性断裂转变。     

Zn含量和Zn/Mg比对Al-Zn-Mg-Cu铝合金拉伸性能和淬透性的影响

采用水冷铁模铸造-铸锭均匀化-挤压-固溶时效处理制备了3种成分不同的Al-Zn-Mg-Cu合金棒材,研究了不同处理状态合金的拉伸性能、淬透性能、显微组织结构及其变化。结果表明:时效态合金拉伸性能与Zn含量和Zn/Mg相关,强度的变化是固溶强化和η'亚稳相析出强化综合作用的结果,3种合金中Al-8.01Zn-1.13Mg-1.16Cu-0.05Cr-0.13Zr-0.05Ti合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到614 MPa、577 MPa和12.6%,端淬深度≥150 mm。η'(MgZn_2)中Zn/Mg质量百分比为5.379,在试验合金Zn/Mg比都高于5.379的情况下,试验合金的淬透性与端淬态的铝基体晶格畸变度以及T6时效态η'亚稳相质量百分数正向相关,即Mg含量高的合金淬透性低,这是因为淬火态的铝基体晶格畸变愈大、T6时效态η'亚稳相质量百分数愈高,铝基过饱和固溶体愈不稳定、淬火过程中愈容易分解,合金的淬透特性就愈低。