Ti对富Fe非等原子比高熵合金组织与性能的影响

在各元素成相作用和降低成本的基础上，利用机械球磨与放电等离子烧结的方法成功制备了一种富铁非等原子比Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀高熵合金。在该合金中通过降低Co和Ni的方式引入Ti元素，并研究了Ti的含量对合金力学性能的影响。结果表明：与Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀合金相比，含Ti的高熵合金出现了富Ti的BCC相；随着Ti含量的增加，FeCrCoNiTi高熵合金的微观组织发生了变化，富Ti的BCC相颗粒变得细小，相的形貌与分布也出现了变化，导致合金的硬度、屈服强度和抗拉强度先升高后降低，应变率逐渐降低，其中Fe₄₅Cr₁₅Co₆Ni₂₆Ti₈合金的综合性能最好，硬度为(404.2±6.3) HV0.3,屈服强度与抗压强度分别达到最高的(1036±12) MPa和(1883±10) MPa,应变率也维...     

TIG焊用几种钨电极的焊接性能研究

随着国家对具有放射性危害的钍资源有计划性的管理,钍的价格不断上升,推动了焊接领域环保钨电极替代钍的发展。对市场上现有替代钍钨的Ce-W,三元稀土W电极(La-Ce-Y)以及美国市场上积极推广的E3电极的焊接性能进行研究,采用钨极氩弧焊(TIG)直流正接(DCSP)的方法研究了几种电极的高温抗烧损性能,尺寸稳定性以及静特性曲线,并对燃弧后电极尖端的表面形貌进行了扫描电镜(SEM)观察,对稀土添加相La2O3,Y2O3,CeO2在电极尖端轴向分布进行了能谱分析(EDX)。对比试验结果发现,在焊接电流200 A工作5 h后,E3和WX电极的烧损量明显小于Th-W,Ce-W电极,且质量损失随时间呈近似的线性关系,尺寸稳定性好。从金相组织可以看出Th-W,Ce-W电极再结晶晶粒粗大,E3和WX电极的再结晶晶粒小,再结晶程度较弱,从侧面说明E3和WX电极工作温度较低,电子发射能力强。几种稀土氧化物的行为揭示了电极性能差异的本质原因,多元电极中,CeO2的扩散速率最快,使得其在小电流焊接和起弧过程中作用明显。Y2O3和La2O3热稳定性好,只有在较高温度时其扩散速率才明显增加,因此它们在大电流长时间焊接时作用突出。由于几种元素的协同作用,降低了电极表面的逸出功,并使得电子发射过程稳定。因此,三元稀土钨电极(WX)具有优异的焊接性能。     

钨电极加工变形组织研究

对钍钨电极、单元稀土钨电极和多元稀土钨电极的3个典型状态(再结晶退火态、202旋锻、成品)的显微组织进行观察,探讨钨电极在加工过程中组织演变规律。结果表明:在加工过程中,三种电极显微组织均随加工程度的增加逐步纤维化,但第二相的行为却各有特点。钍钨电极第二相颗粒细小,变形能力较差;单元稀土钨电极的第二相颗粒略大,变形能力较强;多元稀土钨电极第二相颗粒最大,变形能力差。在现有的工艺条件下,钍钨电极和单元稀土钨电极的加工性能优于多元稀土钨电极,第二相尺寸大小和变形能力对钨电极的加工性能具有重要影响。     

P110钢冲刷腐蚀预测模型的构建及其机理研究

目的 探究高温高压环境下P110钢在不同冲刷速度和角度下的腐蚀行为规律,揭示其冲刷腐蚀机理,建立腐蚀预测模型,以期指导油气田材料腐蚀防护与腐蚀预测。方法 采用电化学工作站和高温高压反应釜,开展高温高压冲刷腐蚀实验。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对冲刷腐蚀前后材料的微观组织结构、化学成分及物相进行表征。此外,通过调研文献数据,基于随机森林(Random Forest,RF)算法构建了P110钢的冲刷腐蚀预测模型,并开展了预测准确性研究。结果 在3 m/s的冲刷速度下,随着冲刷角度的增加,自腐蚀电流密度由30°的2.19×10⁻⁴ A/cm²降低到90°的1.449×10⁻⁴ A/cm²。在30°的冲刷角下,随着冲刷速度的增加,自腐蚀电流密度由0 m/s的6.30×10⁻⁵ A/cm²增加到3 m/s的2.19×10⁻⁴ A/cm²。腐蚀产物具有双层膜结构,外层主要由FeCO3组成,内层主要为Fe2O3。腐蚀预测模型分析结果表明:温度对P110钢的腐蚀速率影响程度最大,其次是CO2和冲刷速度。结论 在高温高压环境下,P110钢能够产生Fe2O3和FeCO3的双层腐蚀产物膜,随着冲刷速度的增加和角度的降低,腐蚀产物膜完整性破坏,腐蚀加剧。腐蚀预测模型具有良好的性能,能够有效预测腐蚀速率。     

激光熔覆层冲刷腐蚀研究现状

冲刷腐蚀广泛发生在石油、化工等领域,并致使设备材料发生损伤或失效。材料经激光熔覆后得到具有特殊化学、力学性能,并能与基体材料形成冶金结合的涂层。从激光熔覆层冲刷腐蚀行为研究方法出发,简要概括了现场测试法、数值模拟法以及通过模拟真实工况进行实验室研究的三大类实验装置的优缺点,并对目前用于激光熔覆层冲刷腐蚀行为的表征方法进行了总结。然后介绍了激光熔覆层冲刷腐蚀机理的研究现状:冲刷腐蚀机制由电化学腐蚀、机械力磨损及二者交互作用构成,其中冲刷主要通过正应力和切应力两种侵蚀机制对腐蚀产生促进作用,而腐蚀则通过弱化涂层表面促进冲刷。随后,总结了激光熔覆层冲刷腐蚀行为的影响因素,并对熔覆材料自身因素、流体因素(流速、冲蚀角、固体颗粒及pH值、温度等)对激光熔覆层冲刷腐蚀行为的影响规律进行了分析和归纳。最后,基于冲刷腐蚀机理研究现状,从研究方法及影响因素等方面总结了目前激光熔覆层冲刷腐蚀研究中存在的问题,同时对未来的研究趋势进行了展望。     

激光淬火对AISI 4130钢微观组织结构及腐蚀、磨损行为的影响机制

为改善AISI 4130钢表面硬度和腐蚀磨损性能，用高功率激光器在AISI 4130钢表面制备淬火层，利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究不同功率淬火试样的微观结构，利用电化学工作站分析淬火前后试样的耐蚀性能，利用维氏显微硬度仪对淬火试样截面进行硬度测试，采用往复摩擦磨损试验机，测试不同淬火试样的耐磨损性能。结果表明，激光淬火后AISI 4130钢表面主要为马氏体组织和富Cr碳化物颗粒。基材、2.0 kW淬火试样及2.2 kW淬火试样的维钝电流密度依次为60.00、102.28和108.58μA/cm²，淬火试样的耐蚀性降低。激光处理后，淬火层表面硬度提高了85%以上，AISI 4130钢基体与2.0和2.2 kW激光淬火试样的平均摩擦系数分别为0.366、0.293和0.195，摩擦系数下降，淬火试样的耐磨性提高。