铜板上激光熔覆制备Co-Ni-Cu梯度涂层

用10 kW CO2激光器,通过优化激光快速熔覆工艺参数,先在铜合金上制备镍基韧性过渡层,再在其表层采用同步送粉工艺,在上述镍基涂层表面制备了结合良好且组织细小致密、无缺陷的钴基合金涂层,成功制备了Co-Ni-Cu梯度涂层.铜基体-镍基过渡层-钴基工作层的成分、组织和热物理性能呈现梯度分布,使熔覆过程中的热应力被缓解,完全避免了裂纹的产生.M7C3和M23C6型碳化物及钴基固溶体的形成使钴基工作层显微硬度高达655 HV,是铜合金硬度(90 HV)的7.3倍,而且从铜合金基体至镍基过渡层再到钴基工作层,显微硬度也呈梯度平缓增大,因此涂层具有无裂纹、内韧外硬的特性.     

镍基碳化钨喷焊涂层组织与磨损性能研究

采用带有能谱仪的扫描电镜、X射线衍射和透射电镜技术分析了氧乙炔火焰喷焊WC 增强镍基自熔性合金复合涂层的组织结构,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损实验机对该涂层、镀铬层以及Q235钢进行了抗磨粒磨损性能测试.结果表明,复合喷焊层的结构为在γ-Ni 固溶体基体上较均匀的分布着颗粒较粗的WC粒子和弥散分布着大量细小的碳(硼)化物硬质相,这些细小的硬质相主要是Cr7C3,Cr23C6和Ni3B等.在相同的实验条件下,镀铬层和Q235钢的磨损失重分别为喷焊层的1.86倍和29.8倍.     

等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料, 采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度. 使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为. 结果表明: 材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层＞0Cr13Ni5Mo＞1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

喷焊层对焊缝组织性能的影响规律

为解决油田管线焊接接头防护问题 ,利用金相显微镜对焊缝组织形貌进行了观察。得到了镍基喷焊层元素熔入量对奥氏体焊缝显微组织及裂纹敏感性的影响规律。结果表明 ,镍基合金喷焊层的合金元素对奥氏体焊缝显微组织有明显影响 ,随着喷焊层元素熔入量的增加 ,焊缝柱状晶变得粗大 ,且方向性变得更明显。在一定范围内 ,增加喷焊层元素熔入量 ,焊缝的热裂纹敏感性将增大 ,但当熔入量再继续增加时 ,由于过量的喷焊层形成的大量低熔共晶物对焊缝冷却过程中的微裂纹起到了“愈合作用” ,使焊缝裂纹敏感性有所降低。同时 ,熔入过量喷焊层元素使得焊缝的薄弱位置发生了变化 ,热裂纹产生的位置由等轴晶区转移到柱状晶区。为了降低焊缝的热裂纹敏感性 ,应该在保证喷焊层耐蚀性的前提下 ,尽量降低喷焊层的厚度     

喷焊层对焊缝组织性能的影响规律

为解决油田管线焊接接头防护问题，利用金相显微镜对焊缝组织形貌进行了观察。得到了镍基喷焊层元素熔入量对奥氏体焊缝显微组织及裂纹敏感性的影响规律。结果表明，镍基合金喷焊层的合金元素对奥氏体焊缝显微组织有明显影响，随着喷焊层元素熔入量的增加，焊缝柱状晶变得粗大，且方向性变得更明显。在一定范围内，增加喷焊层元素熔入量，焊缝的热裂纹敏感性将增大，但当熔入量再继续增加时，由于过量的喷焊层形成的大量低熔共晶物对焊缝冷却过程中的微裂纹起到了“愈合作用”，使焊缝裂纹敏感性有所降低。同时，熔入过量喷焊层元素使得焊缝的薄弱位置发生了变化，热裂纹产生的位置由等轴晶区转移到柱状晶区。为了降低焊缝的热裂纹敏感性，应该在保证喷焊层耐蚀性的前提下，尽量降低喷焊层的厚度。     

真空熔烧钴基自熔合金涂层的组织与性能

用真空熔烧方法在 4 0 Cr钢表面制得钴基自熔合金涂层。用金相显微镜和 X射线衍射仪分析涂层的显微组织。用环块磨损试验机进行了磨损试验 ,并进行了腐蚀试验。比较了钴基自熔合金涂层与激冷铸铁、GCr15钢的耐磨性及耐蚀性。结果表明 ,涂层主要由 Co基固溶体、共晶体和碳化物组成 ,真空熔烧钴基自熔合金涂层的耐磨性及耐蚀性比激冷铸铁、GCr15钢要高。     

耐汽蚀喷熔涂层质量控制研究

本文深入研究了涂层材料、喷熔工艺对喷熔涂层质量控制的影响。氧-乙炔火焰喷熔法对水轮机过流部件进行修复或预保护的关键之一是采用耐汽蚀抗泥砂磨损自熔合金粉末,以保证喷熔涂层具有良好的强韧性配合,满足工况要求;此外使过流部件实现最小的变形,则关系到整个喷熔工艺的成败。针对不同过流部件的结构特点,采用了对称喷熔法、预热缓冷法、控制不同部位冷却速度和分段喷熔法等工艺措施,成功地控制了涂层质量,保证了过流部件的尺寸与型线要求。经真机考核表明,喷熔后可使机组寿命提高3～5倍以上。     

20Cr13钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和胞状晶组成,镍基涂层微观组织主要由和树枝晶组成;铁基涂层的显微硬度为541.7 HV,镍基涂层的显微硬度为592.3 HV,约为基体显微硬度(220.7 HV)的2～3倍;铁基、镍基涂层均与20Cr13钢基体表面形成了较好的冶金结合,二者表面硬度均有了有显著提升,在熔覆区采用Ni60A镍基材料时的显微硬度要比采用M2铁基材料时的显微硬度高,而在热影响区部位两者显微硬度相差不大;铁基涂层的自腐蚀电位(-0.21 V)略高于镍基涂层的自腐蚀电位(-0.23 V),铁基涂层的耐腐蚀性优于镍基涂层。     

电子束重溶CoCrW涂层组织及抗微动磨损性能

采用电子束对等离子喷涂CoCr涂层进行重溶处理,对重熔前后CoCrW涂层的组织及其抗微动磨损性能进行了分析。结果表明,电子束重熔消除了原等离子喷涂层的层间氧化物、孔隙和层状结构,重熔层与基体形成冶金结合,得到以钴基固溶体为基体,以复合碳化物为强化相的细晶组织,抗微动磨损性能是原等离子喷涂层的13．3倍。     

激光熔覆Ni基纳米Ni包h-BN/CaF2涂层组织性能

采用Nd:YAG激光器在45#钢基体上制备了镍基纳米Ni包h-BN/CaF2复合自润滑涂层,利用金相显微镜观察涂层形貌,并运用销一盘式高温摩擦磨损试验机对在不同温度条件下(室温和400℃)的涂层的摩擦性能进行了评价.结果表明:纳米Ni包h-BN有效地改善了BN对基材的润湿性,而加入部分CaF2也大大改善了激光熔池的流动性,形成了具有良好冶金结合和组织致密的熔覆层,显微硬度变化范围在740～900HV0.2之间.复合涂层的摩擦系数较镍基涂层显著降低,但随着温度的升高,涂层的摩擦性能变差.     

形状记忆合金及其应用

形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料。本文对Ni-Ti基合金、Cu基合金和Fe基合金的分类、记忆机理、记忆性能以及它们在不同领域的应用进行了评述,并展望了其应用前景。     

Fe-Nb-B纳米晶合金的结构与磁性

利用X射线衍射,差热分析及静态磁性测量,研究了退火温度对不同成分的非晶Fe Nb B合金纳米晶化行为和磁性的影响·实验发现:在纳米晶化过程的初期出现磁硬化,矫顽力与最大磁导率均呈现不同程度的恶化·在硼化物(Fe2B和Fe3B)相析出前,具有纳米结构的合金由α Fe固溶体和非晶基体相组成,呈现较佳的软磁特性·随纳米晶相体积分数增加而呈现的磁软化现象可解释为由于纳米晶粒间距的减少,交换耦合增强所致·     

分子合金及高分子合金新概念

提出了分子合金新概念 ,从而使得由元素 分子 高分子各种化学态的物质 ,均能发现相应的合金组成 ,为此引导了新产品的研制和开发 ,以及对原高分子合金概念的质凝与更新。     

Al-Ti-C-B中问合金对高铝锌基合金组织和性能的影响

研究了A1-6．53Ti-0．3C-0．46B中间合金（Ti：C〉4：1）对高铝锌基合金的组织和性能的影响,结果表明,加入适量的中间合金可显著细化合金的显微组织,初生富铝Or．相从粗大的树枝晶转变为细小均匀等轴晶,等轴晶尺寸30-50μm。砂型铸造条件下,合金的伸长率从1．7％提高到10．O％,拉伸强度在410MPa左右。金属型铸造条件下,合金的伸长率从1．0％提高到16．O％,拉伸强度约407MPa。尽管组织显著细化,但拉伸强度并没有显著增加。高铝锌基合金组织细化的机理主要通过加入A1．Ti-C,B中间合金增加了异质形核质点。     

Co—Si合金膜的结构和磁光克尔效应

用射频磁控溅射在衬底温度（Ｔｓ）为 ４００℃和室温（ＲＴ）两种情形制备了Ｃｏ１－ｘＳｉｘ（０．０≤Ｘ≤０．３４）合金膜．Ｘ射线衍射结果表明在这些合金膜中出现了不同程度的ｈｃｐ（００２）取向．在室温下沉积的薄膜中，仅在ｘ＝０．０时有明显的ｈｃｐ（００２）取向．在４００℃下沉积的薄膜中，随着硅含量ｘ的增加，ｈｃｐ（００２）取向先是增强，继而在Ｘ＝０．３４时消失．相应与此的４００℃下沉积的薄膜的θｋ（Ｈ）、（Ｍ（Ｈ））回线在ｘ＝０．２３时出现了磁滞现象（Ｈｃ≈６４ｋＡ／ｍ），并且有大约２０％的比剩余克尔旋转（比剩余磁化强度）．同时，当Ｘ≤０．２３，硅的加入使得钻硅合金的克尔旋转在蓝光及近紫外区相比于纯钻来说有所加强，其值约为－０．３°～－０．４°．     

铜镁、铜锡合金接触线的制备及组织性能研究

通过上引连续铸造—连续挤压法制备了铜镁、铜锡两种合金接触线.结果表明,镁、锡元素的添加均能显著提高接触线的强度,并保证较高的导电率,镁元素的强化效果更为显著.此外,通过连续挤压扩展变形显著改善了铜镁、铜锡合金接触线的铸态组织,获得超细晶粒.主要原因在于上引铸杆在连续挤压过程中处于高压高温的状态,铸态晶粒完全破碎,动态再结晶发生完全.     

Gd和Y偏析对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr和Mg-7Gd-4Y-0.6Zr合金组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析对Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金和Mg-7Gd-4Y-0．6Zr进行组织观察。结果表明:Gd和Y元素容易产生如枝晶偏析、晶界偏析和重力偏析等严重的局部组织缺陷:Gd元素偏析程度比Y的大,降低Gd的含量能减少合金的偏析;Mg-7Gd-4Y-0．6Zr的偏析程度比Mg-9Gd-4Y-0．6Zr的低; Mg-7Gd-4Y-0．6Zr合金经固溶处理后基本上消除偏析,并且该合金的强度损失较少,延伸率大幅度提高,这有利于提高合金的综合力学性能;Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金中稀土元素偏析形成的稀土粒子能塞积位错和阻碍晶界运动,是合金变形过程中形成裂纹的源头,能降低合金的塑性,并对合金的断裂产生较大影响。     

钙和钡对钢脱氧及夹杂变性的理论分析

在比较了各种常用脱氧剂单质脱氧能力的基础上，对钙合金、钡合金夹杂的变性能力进行了理论分析和探讨，并对钡合金的脱氧和夹杂物变性工艺提出了建议。     

稳定性与长程有序度的关系

利用建立在对势基础上的原子模型分析了结构生与长程有序的关系，给出了二元体系结合能与有序度解析关系的一般表达工，得出有序结构必须满足ｎ≥ｎ１〉ｎＣＡ的条件，结果表明，同一合金体系中，Ｂ２结构本质上比ＬＩ２结构更难实现从有序向无序的转变．     

Al-Ti-C-B中间合金对高铝锌基合金组织和性能的影响

研究了Al-6.53Ti-0.3C-0.46B中间合金（Ti:C＞4:1）对高铝锌基合金的组织和性能的影响,结果表明,加入适量的中间合金可显著细化合金的显微组织,初生富铝α相从粗大的树枝晶转变为细小均匀等轴晶,等轴晶尺寸30~50 μm。砂型铸造条件下,合金的伸长率从1.7%提高到10.0%,拉伸强度在410 MPa左右。金属型铸造条件下, 合金的伸长率从1.0%提高到16.0%,拉伸强度约407 MPa。尽管组织显著细化,但拉伸强度并没有显著增加。高铝锌基合金组织细化的机理主要通过加入Al-Ti-C-B中间合金增加了异质形核质点。