高钒高速钢干滑动磨损性能研究

利用MM-200型滑动磨损试验机测试了高钒高速钢在不同压力下的干滑动磨损性能,借助于扫描电镜对其磨损形貌和组织进行观察,并与高铬铸铁对比考察了其耐磨性和磨损机理。结果表明:高钒高速钢的耐磨性明显优于高铬铸铁,其磨损机理为犁削磨损和疲劳磨损的复合,并且有应力作用下碳化物的脆性碎裂及脱落。     

Fe-V-Cr-Mo合金轧辊显微组织及磨损性能研究

对比高铬铸铁轧辊,利用自制的模拟轧辊磨损试验机,研究了不同碳含量的Fe-V-Cr-Mo合金轧辊的磨损性能.结果表明合金轧辊的耐磨性为高铬铸铁轧辊的1.15～5.93倍.随碳含量升高,Fe-V-Cr-Mo合金轧辊中VC的形态由杆状逐渐转变为球状、开花状,基体由铁素体逐渐转变为板条马氏体、片状马氏体和残余奥氏体的复合组织.球状VC及板条马氏体基体有助于耐磨性提高,而大尺寸的开花状VC及低硬度铁素体或高硬度脆性大的片状马氏体基体对耐磨性不利.碳含量约为2.58%时,合金轧辊组织主要由近球状的VC及板条马氏体基体组成,硬度适中,可以同时有效的抵御轧制过程中的显微切削及疲劳磨损,耐磨性最佳,碳含量的过高或过低均导致轧辊耐磨性下降.     

Mo_5SiB_2相合金700℃氧化行为

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Mo_5SiB_2合金。对不同Mo_5SiB_2含量及相对密度的合金做700℃的循环氧化实验。结果表明:随着合金中的Mo_5SiB_2相含量和致密度的增加,其氧化动力学曲线由直线转变为两个不同的阶段,氧化层由挥发性氧化物MoO_3转变为MoO_2。当试样中Mo_5SiB_2含量和相对密度高时,氧化50 h后其表面会被连续的硼硅酸盐玻璃层覆盖,阻碍氧气的内扩散和MoO_3的挥发,表现出良好的抗氧化性能。     

碳离子辐照对纯钨组织结构及表面硬度的影响

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及纳米压痕仪研究了700℃下碳离子辐照对钨的表面形貌、组织结构和表面硬度的影响。结果表明,碳离子辐照会导致样品表面出现辐照蚀坑,且随着辐照剂量的增加,辐照蚀坑尺寸变大。碳离子辐照在样品内部产生了大量位错环,且随辐照剂量增加,位错环数密度和尺寸均增大。碳离子辐照使钨表面发生严重的辐照硬化效应,样品表面硬度随辐照剂量增加明显增大。当辐照剂量达到8.0 dpa时,钨表面平均硬度达到15.85 GPa。辐照产生的位错环是辐照硬化的主要原因。     

间隙原子掺杂高熵合金的研究进展

分析了间隙原子C、N、O、B对高熵合金组织和性能的影响;总结了四种间隙原子含量及其产生的固溶强化、晶粒细化、第二相强化作用对高熵合金组织及性能等方面影响,大量的研究表明,在高熵合金体系中掺杂间隙原子不仅可以调控相结构组成（促进/抑制相变,析出第二相颗粒）,还可以改变其形变机制（TWIP、TRIP效应）以实现材料的强韧化.其有效利用既可以拓宽高熵合金的设计思路,也可以有效降低航空材料的制备成本.最后提出了含间隙原子的高强高韧高熵合金组织结构设计研究的新方向：（1）了解不同类型高熵合金的掺杂机理,建立更适合高熵合金体系的固溶强化模型;（2）找出合适的间隙原子及其掺杂量来调节高熵合金微观结构和力学性能.研究设计掺杂不同间隙原子的高熵合金有望揭示不同间隙原子对其相结构、形变机制和力学性能的影响,具有重要的科学及工程实践意义.     

热处理工艺对高钒高速钢组织与滚动磨损性能的影响

研究了20种热处理工艺对高钒高速钢的硬度、冲击韧性、残余奥氏体量与滚动磨损性能的影响,并利用SEM对其显微组织进行了分析,筛选出了适合滚动磨损的热处理工艺。研究结果表明:淬火温度升高,其残余奥氏体量升高;回火温度升高,其残余奥氏体量减少。淬火温度为900～1 000℃时,回火温度对耐磨性的影响不大;1 050～1 100℃淬火,450～550℃回火时,滚动磨损性能大幅度提高。以滚动耐磨性为评价指标,综合考虑热处理工艺对力学性能、滚动耐磨性、设备损耗及生产成本的影响,最适宜的热处理工艺为:淬火加热温度1 050℃,回火温度450～550℃。     

难熔高熵合金的强韧化途径与调控机理

在众多高熵合金中,由5种或5种以上的难熔金属元素,按照等原子比或者近等原子比混合形成的难熔高熵合金,凭借稳定的相结构和优异的高温性能,在高温材料领域具有广阔的应用前景。本文从难熔高熵合金的研究现状出发,综述典型难熔高熵合金的微观组织和相组成、室温和高温力学性能、强韧化机理与力学性能调控,并对未来难熔高熵合金的研究开发进行展望。首先,将难熔高熵合金按照组成相进行分类,分析了难熔高熵合金的微观组织和相组成,然后总结了难熔高熵合金的室温和高温力学性能与强韧化机理,并讨论了3种不同的强韧化方案,即化学成分调控、工艺调控和相结构调控。最后对未来难熔高熵合金的发展进行了展望,并对其未来重点研究方向提出了如下建议：借助计算机等技术,模拟与计算材料的性能与形成相,构建难熔高熵合金的研究平台与数据库;借助组合实验方法,加快筛选新的难熔高熵合金;掌握自上而下和自下而上的实验方法,探究性能优异的新型难熔高熵合金体系。     

高钒高速钢连续冷却转变曲线的测定与分析

利用Gleeble1500D型热模拟试验机测定了新型高钒高速钢在1 000 ℃奥氏体化后以不同冷却速率冷却时的相变膨胀曲线,并用Origin软件绘制了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明:高钒高速钢在连续冷却过程中存在珠光体、贝氏体和马氏体转变;当冷却速率在0.25 ℃/s时,能获得珠光体、贝氏体、马氏体与奥氏体的混合组织;马氏体开始转变的临界冷却速率约为0.5 ℃/s,其开始转变点Ms低于200 ℃,且随着冷却速率的增大而降低.     

Al_2O_3掺杂钼基合金混合粉末的制备

采用溶胶-凝胶法和二次还原工艺制备了Al2O3/Mo超细粉末,利用XRD、SEM、TEM对还原后粉末的相结构、形貌、粒度进行了分析,并讨论了成胶过程中相关因素的影响。结果表明,在溶液pH2,柠檬酸与钼酸铵质量比为1.5时,所得粉末质量较好。     

表面铸渗耐磨材料的现状及趋势

归纳了铸渗工艺研究中的关键问题,指出了铸渗工艺及其运用研究的主要进展,讨论了铸渗耐磨层的化学成分组成、显微组织与性能的类型、影响因素和性能结果。在此基础上,提出了当前铸渗技术存在的一些难点和问题,并对铸渗表面耐磨材料的发展方向进行了展望。