激光熔覆FeCoCrCuNiMoVSiB高熵合金涂层的制备和性能研究

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备Fe Co Cr Cu Ni Mo VSi B高熵合金涂层.借助SEM和XRD等分析测试方法研究激光熔覆高熵合金涂层的微观组织形貌、相结构、显微硬度和耐磨性.研究表明:制备的Fe Co Cr Cu Ni Mo VSi B高熵合金涂层显微硬度最高可达740HV;其微观组织主要由树枝晶组成,相结构为FCC+BCC+简单立方结构;涂层具有良好的耐磨性能,主要的磨损机理为剥层磨损.     

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.     

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。     

双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织与性能的影响

为提高Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的综合力学性能和耐蚀性能,采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸实验、剥落腐蚀实验及透射电镜(TEM)观察,研究了双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织及性能的影响.结果表明:第二级时效参数决定了合金的综合性能;第二级时效温度越高,保温时间越长,合金的硬度和强度越低,但是电导率和抗剥落腐蚀性能越好;经过120℃×6 h+160℃×16 h的双级时效处理,Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂韧性及剥落腐蚀等级分别为:580 MPa,549 MPa,12%,KIC=24. 7 MPa·m1/2和EB.     

成分的微弱变化对海洋用钢耐腐蚀性的影响

钛金属强度大、密度小、耐腐蚀能力强,作为掺杂元素掺杂进金属可以提高金属耐腐蚀性,有效提高金属性能。近年来各国对海洋资源更加重视,为了满足船舶、海洋石油钻进平台的材料需要,必须对现有的钢材料进行改进。一方面需要提高钢材料的硬度、强度等性能,另一方面为了保证长时间的使用,必须保证钢材料具有优秀的耐腐蚀性能。本文将研究金属中掺杂元素含量的不同对金属耐腐蚀性能造成的影响,并对实验结果进行分析和解释。     

合金元素对FAB法埋弧焊EH36钢接头组织与性能的影响

采用不同类型合金粉进行FAB法埋弧焊试验,对比分析EH36钢FAB法埋弧焊接头的显微组织和性能.结果表明:经大线能量82.8~97.7 KJ/cm焊接后,EH36钢焊接接头未出现软化区,其接头强度均能满足船板焊接技术指标;但经大线能量97.7 KJ/cm焊接后,焊接接头低温冲击韧性显著降低.采用添加适量Mn、Ti合金元素的国产合金粉Fe-9,在Mn元素降低先共析铁素体相转变温度和Ti合金促进针状铁素体形核的联合作用下,即使采用较高线能量97.2 KJ/cm焊接,仍可抑制焊缝、熔合区先共析铁素体的相变反应,促进其针状铁素体的形成,提高FAB法埋弧焊焊缝、熔合区的韧性.     

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.     

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.     

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。     

2Cr13钢转动座热处理工艺优化试验研究

2Cr13钢转动座耐腐蚀性能受其热处理工艺影响较大,分析尾轴密封装置转动座腐蚀失效的原因,优化2Cr13钢转动座热处理工艺,成为一项迫切的任务。通过反复试验,全面测试了2Cr13钢转动座物理机械性能和耐蚀性能与热处理的关系,分析了2Cr13钢在不同回火温度中随析出相不同,其物理机械性能和抗腐蚀能力的变化规律。研究结果表明,2Cr13钢在低温回火时,材料的综合性能强,可同时保证硬度、强度、耐磨性及耐腐蚀性能的要求。     

(FeCoNiMo)90Al10高熵合金的高温抗氧化性

采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等研究了(FeCoNiMo)_(90)Al_(10)高熵合金的凝固组织、相组成、力学性能以及高温抗氧化性能.结果表明:(FeCoNiMo)_(90)Al_(10)高熵合金在1 173 K分别保温25,50,75和100 h后,依然具有较高的硬度,同时表现出较优的抗氧化性能;随着保温时间增加,氧化增重曲线呈抛物线上升趋势;保温75 h后,形成了致密的Al_2O_3氧化层,合金氧化速度趋于缓慢.     

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.     

Q235钢等离子喷涂Cr2O3涂层性能研究

采用PT3X IPS-1000等离子喷涂系统在Q235钢表面制备Cr_2O_3涂层,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和硬度计等设备观察涂层微观形貌、测试元素组成及硬度等表面性能,采用电化学测试、盐雾试验等手段研究涂层耐腐蚀性能。结果表明:等离子喷涂Cr_2O_3涂层表面均匀,硬度比基材提高约600 HV,自腐蚀电位增加0.509 V,耐腐蚀性能显著增加,对基材形成良好保护。     

2101铝合金稳定化处理制度的研究

本文研究了含镁量达7％的2101铝合金稳定化处理制度。研究结果表明:2101铝合金采用不同于美国A1-Mg系合金(H116和H117)的稳定化处理制度,能使合金获得高的焊接接头强度和良好的综合性能。     

Mg含量对过共晶铝硅合金组织和性能的影响

研究了不同的Mg含量对过共晶铝硅合金组织和性能的影响．利用扫描电镜和金相显微镜观察了过共晶铝硅合金在Mg含量不同时和热处理前后的金相组织变化，利用XRD和EDS分析了合金中不同金相组织的相，利用硬度计测试了合金的布氏硬度和不同相的维度硬度．实验结果表明：在过共晶铝硅合金中，不同的Mg含量在过共晶铝硅合金中生成不同形态的Mg：Si；热处理使板条状的共晶硅细化成点状，汉字状的Mg2Si细化变为球状；Mg含量在1％-5％的范围内，过共晶铝硅合金的硬度随Mg的含量增加而增加，热处理可以显著提高合金的布氏硬度．     

钛合金微弧氧化技术在修造船中的应用

微弧氧化是一种在有色金属及其合金表面原位生长陶瓷膜的新技术,在西方舰船上已得到广泛应用。文章简述了表面微弧氧化技术在钛合金中的应用情况,对陶瓷膜层的表面形貌、截面形貌、膜层厚度、相结构和显微硬度进行了观察测试,并研究了膜层的结合强度、绝缘性、磨损和腐蚀性能。结果表明:膜层厚度可达到24μm,膜基结合强度达到35.2MPa,膜层绝缘性、耐磨性和耐蚀性良好,满足舰船使用需求,在修造船中具有广阔的应用前景。     

焊接方法对6061铝合金接头性能影响的研究

针对6061铝合金采用TIG、MIG和FSW的焊接方法所得到的焊接接头性能进行试验研究,测试了3种方法得到的焊接接头的抗拉强度σb和延伸率δ,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,MIG焊的接头强度要高于TIG焊接头的强度;搅拌摩擦焊接头的组织比母材细小,而熔化焊接头的晶粒中弥散着大量的析出相质点;TIG焊试样断口的韧窝比较浅,在韧窝附近有类似于准解理断裂的光滑平台,而MIG焊试样断口的韧窝也要比TIG焊试样断口的韧窝深,而FSW焊缝区的断口的韧窝尺寸要比TIG焊接头的韧窝小而深,许多小韧窝集聚成尺寸较大的韧窝。     

采用中间层的高强钢表面CMT 堆焊耐腐蚀铜合金研究

高强钢因长期处在海水强腐蚀环境中,需要在其表面堆焊一层铝青铜耐腐蚀合金层.液态铜合金极易浸润奥氏体晶界,而高强钢基体在焊接过程中不可避免地出现奥氏体相,直接堆焊铜合金极易在基体熔合区生成渗透裂纹.选用堆焊热输入较低、对基体影响较小的CMT焊接方法,通过ER409L铁素体钢焊丝堆焊形成中间层后,再在中间层表面堆焊铜合金以形成复合接头,并研究复合接头的微裂纹情况和耐蚀性能.试验结果表明:与在高强钢表面直接堆焊铜合金的CMT堆焊接头相比,添加了ER409L焊丝钢中间层的CMT堆焊复合接头铜/钢界面裂纹情况明显改善,钢侧渗透裂纹长度由原来的100μm缩短至3μm左右,且耐蚀性也有一定程度提高.     

Sn-18Bi-XCu低温无铅钎料微观组织及力学性能

Sn-Bi系钎料作为一种低熔点钎料在低温封装领域有着广阔的应用前景.但是Bi性质脆弱,使得Sn-Bi系钎料表现出脆性大,塑性差的特点,影响焊接接头性能.文中采用合金化的方法,通过在Sn-18Bi钎料中添加第三组元Cu制备新型的Sn-18Bi-XCu低温无铅钎料,并对其微观组织及力学性能进行分析.结果表明:当Cu质量分数约为0.5%时可以使脆硬相Bi细小分散,避免形成粗大的富Bi带,缩小合金的熔化温度范围,使钎料获得最佳的组织和力学性能.这主要是由于在钎料基体中原位生成细小弥散的棒状或杆状的Cu-Sn金属间化合物的钉扎强化作用.     

铝合金表面激光熔覆中影响熔池流动性的研究

介绍了采用Ni粉末进行ZL108激光表面合金化熔覆的工艺.建立评价铝合金表面激光熔覆中熔池的流动性的参数模型.在激光作用下,合金层中生存的金属间化合物强化相.合金层的机械性能得到明显提高,稀土元素具有改善合金层品质的良好作用.