合金元素对热作模具钢力学性能和相组成的影响

对比研究经过热处理的3种不同合金元素含量热作模具钢的硬度、拉伸性能和冲击性能,探讨合金元素对其力学性能的影响规律.利用软件计算绘制出3种钢的相图,结合模拟结果与微观组织讨论第二相的强化机理.研究表明:H418钢塑韧性和硬度最高,H419钢强度最高,H407钢强度和硬度最低;H418钢第二相尺寸最小,弥散程度最大,H419钢第二相尺寸最大,数量最多,第二相尺寸大,强化作用以沉淀强化为主,第二相尺寸小且弥散,强化作用以细晶强化为主.     

船用5083和5059铝合金板材耐腐蚀性能对比研究

通过对比5083和5059合金剥落腐蚀和晶间腐蚀试验结果,并采用金相显微镜观察合金显微组织在厚度方向上的不同,分析组织与耐腐蚀性能之间的关系。结果表明,5059合金的耐蚀性能优于5083合金。5083合金表面组织为部分再结晶组织和变形的纤维状组织,且析出相在晶界连续分布,不利于合金的耐腐蚀性能。5059合金Zn含量较高,表面组织为完全再结晶组织,且析出相均匀弥散断续分布,有利于合金的耐腐蚀性能。     

内燃机排气阀用镍基高温合金热处理工艺研究

排气阀作为内燃机的重要部件,其性能可靠性将直接影响设备的使用寿命.选用一种新型排气阀用镍基高温合金作为研究对象,研究不同时效热处理制度(T1:850℃×4h,AC.+730℃×4h,AC.,T2:704℃×24h,AC.,T3:760℃×16 h,AC.)对该合金室温力学性能的影响,利用金相显微镜、场发射扫描电镜研究组织变化、时效析出相γ'([Ni3(Al,Ti)])和碳化物的分布形态.γ'相呈球状分布,T1制度下的平均尺寸为50.18 nm,分别为T2制度下的3倍和T3制度下的2倍,合金室温硬度随γ'相尺寸的增加而增加,T1制度下硬度最高为347HV10,T1、T3制度下室温抗拉强度≥1200 MPa,T2制度下延伸率最佳(30%),适用于塑性要求高的工况,T1、T2、T3室温断口均表现为微孔聚集型韧性断裂特征,裂纹沿晶界方向扩展,断面韧窝均匀分布.     

功率输入对激光熔覆镍基涂层组织和裂纹生成的影响

为研究激光功率对激光熔覆涂层组织和性能的影响,采用IPG光纤激光器在45#钢基材表面进行不同功率下的Ni45镍基自熔性合金粉末激光熔覆的多道搭接.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和渗透探伤等,探讨了激光功率对熔覆层物相、显微组织、熔覆层硬度以及宏观裂纹产生的影响,并分析了裂纹与组织性能之间的关系.结果表明,随着激光功率的提高,熔覆层稀释率增大;激光功率的改变对熔覆层的物相无明显影响;显微组织在不同功率下大致相同,都是由胞晶、树枝晶结构组成,晶粒大小与分布随功率的改变而发生变化;熔覆层的显微硬度随着功率的提高先增加后减少;随着组织晶粒的细化及分布的规则化、硬质相的增加和熔覆层硬度的提高,熔覆层裂纹增多.     

高强度钛青铜热处理工艺及组织性能研究

为了替代污染严重和价格昂贵的CuCo2Be,文中介绍了合金元素总量小于3.5%的钛青铜,确定了其最佳热处理和冷变形工艺,在900℃×1h(水淬) 20%(冷变形) 510℃×1.5h(时效)的典型工艺条件下,其综合性能达到了标准规定的CuCo2Be合金水平。并对钛青铜不同工艺条件下的金相组织及室温和高温断口进行了观察、分析,利用TEM研究了合金的微观结构,结果表明该合金属于N i3Ti和Cr的复合沉淀强化,主要析出相N i3Ti弥散分布于基体,颗粒尺寸在20 nm左右。与CuCo2Be相比,钛青铜的晶粒度对温度变化较为敏感,故应避免在过时效状态下使用。     

铝阳极板的腐蚀对比研究

采用自腐蚀析气、极化曲线测定和金相显微镜技术,对比研究了问题中南铝、合格中南铝、自生产铝及西南铝的腐蚀情况。结果表明:中南铝板活性强,自腐蚀析氢大,腐蚀电位更负,问题中南铝基体中具有大量尺寸大小不一,分布不均的第二相颗粒,导致铝板腐蚀速率大、腐蚀不均匀,西南铝由于采用较好的轧制及热处理工艺,第二相含量较少且分布均匀,自腐蚀析氢小。     

Ni3Al(Cr)合金室温干滑动摩擦磨损性能研究

采用真空电弧熔炼法制备添加不同Cr含量的Ni_3Al (Cr)合金,观察其组织和力学性能变化,以Si_3N_4为对磨副,探究不同载荷下Ni_3Al (Cr)合金的摩擦磨损机制.利用扫描电子显微镜拍摄材料的组织以及磨痕、磨痕截面形貌,测量磨痕截面显微硬度的变化.研究结果表明:随着Cr含量的增加,Ni_3Al (Cr)材料的硬度,摩擦系数和磨损率不断增加,Ni_3Al-12Cr合金的摩擦磨损性能较好.随着载荷的增加,Ni_3Al (Cr)合金的摩擦系数略有减小,磨损率不断升高;Ni_3Al合金随载荷的增加磨损机制由磨粒磨损和氧化磨损转变为疲劳磨损,剧烈的剥层磨损为主,并伴有氧化磨损,而Ni_3Al-12Cr合金在不同载荷下磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损.     

SAF2507双相不锈钢热成形工艺下的析出相与力学性能

采用电子显微镜、X-射线衍射仪金相显微镜和万能材料试验机,以及JMatPro软件模拟平衡合金相图、CCT、TTT曲线等,研究SAF2507超级双相不锈钢在不同热成形工艺条件下析出相的析出规律,以及析出相与力学性能的关系。结果表明：热成形温度为950℃时,在铁素体和奥氏体相界析出σ相,随着热成形温度的升高,σ相逐渐溶解,铁素体含量上升,奥氏体含量下降,SAF2507超级双相不锈钢抗拉强度和硬度呈现先急剧下降后缓慢升高,延伸率和冲击功呈现先急剧升高后缓慢下降的规律。当热成形温度为1050℃时,出现力学性能变化的拐点,此时材料的抗拉强度为860MPa、显微硬度为26.9HRC、延伸率为37.6%、冲击功为148J。     

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.     

高性能柴油机排气阀真空熔焊与硬化处理新工艺应用

排气阀是柴油机的重要运动件之一，排气阀密封面合金层的质量决定了排气阀使用寿命。自行研发的排气阀制造新工艺——真空熔焊与硬化处理，实际效果明显，在不改变任何材料的前提下，排气阀阀面合金层的硬度达到60．6HRC，金相组织达12级以上。     

钛合金材料蠕变特性的理论与试验研究

钛合金是深海工程装备的重要材料,在深海环境下会产生不同程度的蠕变变形。该文针对双态组织和网篮组织TC4 ELI钛合金材料,在宏观和微观两个方面开展钛合金蠕变试验研究。开展多组应力水平下的钛合金压缩蠕变试验,绘制蠕变曲线,对传统的Norton方程进行修正,基于最小二乘法拟合饱和蠕变临界应力值和蠕变应力指数,给出初始蠕变阶段和稳态阶段的蠕变本构关系。同时,基于OM(光学显微镜)、XRD(X射线衍射)、TEM(透射电镜)和SEM(扫描电镜)观察,给出TC4 ELI钛合金材料的压缩蠕变微观机理。     

南沙吹填土物相结构特性分析研究

通过现场取南沙吹填土样,室内开展粒度测试、物相分析、微观结构、元素含量、比表面积分析,并通过土工试验测试基本物理力学指标。从物理至化学、宏观至微观的角度综合分析了南沙吹填土物相结构特性。试验结果表明:吹填土以白云母和石英为主;微观结构为絮凝片状;O、Si元素的质量分数多;比表面积在黏土矿物中偏小,微电场及结合水膜形成相对较弱。     

2519铝合金表面微弧氧化膜的结构与耐蚀性能

研究了2519铝合金微弧氧化膜表面形貌、截面形貌特征与成分分布特点、相结构以及微弧氧化膜的耐蚀性能.结果表明,氧化膜为55 μm厚膜时主要由α-A12O3、γ-A12O3和A16Si2O13组成,并有非晶相;截面形貌呈现明显的两层结构特征,致密层厚约35 μm,表面疏松层厚约20 μm.致密层中Al、Cu、O含量均高于表面疏松层的,而表面疏松层Si含量明显高于致密层的,A16Si2O13主要分布于表面疏松层.该氧化膜使铝合金试样的Icorr减小3个数量级以上,并明显提高了腐蚀电位.     

海洋工程用铝合金表面微弧氧化膜的耐腐蚀性能

为了制备性能良好的微弧氧化膜层,以提高海洋平台用2Al2铝合金的耐磨性和耐腐蚀性。本实验采用微弧氧化技术,将不同浓度的MoS2颗粒（0 g/L、1 g/L、2 g/L、4 g/L、6 g/L和8 g/L）添加到电解液中,在2Al2铝合金表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对复合镀层的微观形貌、组织结构进行分析;采用摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验等实验方法分析了镀层的耐磨性和耐腐蚀性能。实验结果表明,随着纳米MoS2颗粒含量的增加,陶瓷层表面微孔尺寸减小,微孔数量增加,并且孔洞的分布更加均匀,致密度得到了很大的提高,且膜层厚度随着纳米MoS2颗粒含量的增加先增后减;添加纳米MoS2颗粒后,使得膜层摩擦系数降低,并且基本稳定在0.45左右;当纳米MoS2颗粒含量为4g/L时,陶瓷层的耐腐蚀性能最好。     

高性能铝-空气电池阳极材料的研究

介绍了三种Al-Pb-Ga系新型铝合金阳极材料.用熔铸法加工技术将铝合金制成直径为1cm2的圆柱体;用电化学方法测试了材料的电化学性能;通过SEM测试阳极溶解后铝合金表面的腐蚀状态.结果表明:3#铝合金阳极材料开路电位较纯铝低、自腐蚀速率急剧降低、电极表面腐蚀溶解均匀.新型铝合金在碱性介质中不能形成钝化膜,阳极极化明显减少.在4mol/L NaOH水溶液中以200 mA/cm2电流密度放电,新型合金阳极材料的稳定电极电位可达到-1.37 V(vs.He/HgO).研制的新型铝合金负极材料,可望开发高能量密度的铝合金电池.     

低温聚合物导电银浆膜层性能影响因素研究

通过不同种类及含量的片状银粉、片状镍粉、氯醋树脂等混合,其与助剂、有机溶剂等以一定配比轧制出不同组合的低温聚合物导电银浆.将银浆固化在PET膜片上,用扫描电镜表征银浆固化后的表面及断面形貌,并主要对导电膜层导电性能、附着力进行检测.结果表明:在一定导电相含量范围内,含量≤4％片状镍粉的加入不影响银浆的导电性能,同时降低...     

MgxNiy（x＋y≤5）合金团簇的几何结构和电子性质的理论研究

用密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6311＋g基组水平上对MgxNiy（x＋y≤5）团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的基态结构,并对其电子结构和能量特性等性质进行了理论研究．结果表明：Mg,Ni原子的掺杂使主团簇的基态结构和对称性发生了明显改变,而且Ni原子成键数越多的团簇结构越稳定;在Mg和Ni相互作用形成合金团簇的过程中,发生原子间的电荷转移,使得合金团簇中大多数Mg原子带正电荷M原子带负电荷,而且Ni原子的电荷调节能力较强,容易与其它体系相互作用而形成新的合金材料;从能隙和自然键轨道（Natural Bonding Orbits,NBO）分析显示,MgNi2团簇较稳定,Mg2Ni3团簇具有很好的化学活性．     

丙烯酸树脂基 UV 固化复合材料的制备与表征

以丙烯酸树脂（ AR）为树脂基体,聚氨酯丙烯酸树脂（ CN9013）为预聚体,1,6-己二醇二丙烯酸酯（ HDDA）为稀释剂,纳米SiO2为填料,通过UV固化制备出不同配比的复合体系,研究复合材料微观相结构与各组分之间的关系。采用光学显微镜、SEM、超景深显微镜对固化后的体系进行表征,结果表明：丙烯酸树脂与预聚体及稀释剂单体能够形成均相,随着丙烯酸树脂含量增加,体系可形成分散相、双连续相和反转相;加入1％SiO2时,分散相粒径及其相区间距减小,双连续相两相区的结构有所增大,而反转相相区结构无明显变化。     

中厚板高强钢冷热多丝复合埋弧焊热循环参数测量

为解决中厚板高强钢埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊缝热影响区(Heat Affected Zone, HAZ)热循环参数准确测量难题，自主研制多通道热电偶测温软/硬件系统，测量并比较不同焊丝组合(单丝和冷热多丝复合)对应的焊缝HAZ热循环主要参数。试验结果表明：与单丝SAW工艺相比，冷热多丝复合SAW工艺可解决SAW较大热输入产生的焊缝HAZ脆化问题，提高焊缝组织性能和焊接质量；在中厚板高强钢焊接过程中，冷热多丝复合SAW工艺可为温度场数值模拟计算分析提供实测数据，为各种工艺参数的确定与优化、焊缝HAZ的组织性能改善提供必要的理论基础。     

一种新型铝合金的制备及其水反应性能研究

为解决现有水冲压发动机启动困难、金属燃料难于储存等问题,通过熔炼法制备一种新型铝铟镁三相合金。运用水反应测试装置、高压热分析天平、金相显微镜等测试手段,分析合金常温及高温下的水反应性能、表面形貌和活化机理。结果表明：该铝合金具有良好的储藏性能,在常温下单位质量的合金与水反应的产氢量仅为0.029 mL/mg;高温下铝合金与水蒸气反应分为4个阶段,在450℃前完成低温区反应,启动迅速。该合金能够代替现有普通铝粉和纳米铝粉,作为水冲压发动机主燃料使用。