Mo对Ni_3Al粘结金属陶瓷组织及性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了不同Mo含量Ni_3Al粘结金属陶瓷,采用XRD,TEM和EDS等表征技术分析了其组织及成分.结果表明:金属陶瓷组织表现为芯/环结构硬质相颗粒分布在粘结相中,硬质相基本为黑芯-白环结构,而当Mo含量(质量分数)达到15%时,出现灰白色外环-亮白色内环-黑芯结构的硬质相颗粒;同时,随Mo含量的增加,硬质相颗粒明显细化;液相烧结过程中Mo趋向于在碳化物表面聚集析出,形成富Mo内环相.Ni_3Al粘结金属陶瓷力学性能分析表明:抗弯强度和硬度随Mo含量增加先增大后减小,在添加8%质量分数的Mo时达到最大值,分别为1 396 MPa和HRA91.0.     

SiC晶须改性金属陶瓷断裂韧性及增韧机理

用真空烧结法制备了纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷.采用力学性能测试和扫描电子显微镜等研究了纳米SiC晶须对Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响及其增韧机理.力学性能测试结果表明:与未添加晶须的金属陶瓷相比,纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性(KIC)均有提高;随着晶须添加量的增加,抗弯强度(TRS)和断裂韧性均先增加后下降,而相对密度随晶须添加量的增加呈下降趋势;当晶须含量(体积分数)为7.5%时,金属陶瓷的力学性能最佳,TRS为2.270GPa,KIC为12.7MPa.m1/2.断口分析表明:添加纳米SiC晶须的金属陶瓷断口形貌呈放射状分布,有较为发达的撕裂棱,其增韧机理包括裂纹偏转和晶须桥联.     

纳米TiN粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺

在基体中添加纳米TiN粉(质量分数为0.05)的条件下,用三点弯曲法和扫描电镜等研究了粉末单向冷模压压制工艺和烧结技术对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:烧结坯的抗弯强度先随生坯的压制压力(≤150 MPa)增加而增加,随后(210 MPa~600 MPa)增加缓慢,最后(≥600MPa)下降;烧结坯的变形率则随生坯的压制压力(≥300 MPa)增加而增大;最佳生坯的压制压力范围是150MPa~210 MPa.实验结果表明:两阶段烧结法优于传统烧结法,烧结坯的微观组织均匀,抗弯强度增加.     

热处理对SiC增强YL117复合材料组织和性能影响

用球磨的方法制备弥散分布的SiC-Al粉体,然后热压成预制块,通过预制块的重熔稀释,在半固态的情况下搅拌铸造制备SiC增强YL117复合材料。研究了SiC体积分数为3.5%、4.5%和5.5%时,YL117基复合材料的微观组织和力学性能,并对力学性能最好的4.5%SiC/YL117复合材料进行T6热处理,确定优化的固溶和时效工艺。结果表明:SiC体积分数为4.5%时,SiC弥散分布,二次相细小,显微硬度(维氏硬度)达到最大值144.0,比基体合金提高了21.7%,拉伸强度和伸长率达到最大值272.5 MPa和2.05%,分别提高23.1%,120.4%;当SiC体积分数为5.5%时,在基体内部出现了团聚现象,导致力学性能下降。实验确定的优化的热处理工艺为500℃×4h固溶,170℃×10h时效。经热处理后的4.5%SiC/YL117复合材料显微硬度(维氏硬度)达到164.3,比基体合金提高38.9%;拉伸强度达到295.4 MPa,比基体合金提高33.4%;伸长率达2.12%,提高了128.0%.     

SiCp/FVS1012薄板微观结构及高温性能的研究

利用OM,XRD和TEM等方法研究了喷射沉积-挤压-轧制SiC颗粒增强FVS1012(SiCP/FVS1012)薄板的微观结构以及退火对该复合材料硬度的影响.结果表明,本工艺制备的SiCP/FVS1012薄板具有优异的高温力学性能,在315℃时,σb=308 MPa,σ0.2=290 MPa,δ=5.69%;在415℃时,σb=201 MPa,σ0.2=182 MPa,δ=3.65%.微观组织分析表明:类球状细小弥散的Al12(Fe,V)3Si相的生成是该复合材料具有优异高温力学性能的主要原因,此外,SiC颗粒的加入对提高该复合材料的高温力学性能也有重要作用.     

硬质相含量对Ti(C,N)-304不锈钢金属陶瓷力学性能的影响

采用传统粉末冶金的方法研究了Ti(C,N)硬质相含量对Ti(C,N)-304不锈钢金属陶瓷的微观组织和力学性能的影响。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观测了不同硬质相含量的金属陶瓷的微观组织、断口形貌、裂纹传播规律以及晶界微裂纹的产生,并基于体视学原理分析了硬质相邻接度和粘结相平均自由程。使用阿基米德排水法、洛氏硬度计和三点弯曲法分别测量了金属陶瓷的致密度、硬度和抗弯强度,结果表明:随着硬质相含量的增加,金属陶瓷硬质相平均颗粒直径先减小后增大,在硬质相体积分数为75%时,达到最大致密度(98.4%)、硬度(HRA 89.2)和抗弯强度(1 291MPa);在裂纹传播过程中,以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅;大颗粒更容易发生穿晶断裂,且由于大颗粒存在尖角,容易导致应力集中形成微裂纹,不利于材料力学性能的提高。     

真空浸渍对增材制造SiC陶瓷组织和性能的影响

为了获得高性能SiC陶瓷复杂构件,建立了碳纤维增强SiC陶瓷材料的激光增材制造及真空浸渍后处理方法,研究了短切碳纤维-酚醛树脂复合粉末材料的设计制备规律及激光增材成形方法,探讨了真空浸渍工艺对激光增材成形SiC陶瓷坯体的微观组织及力学性能的影响。研究表明,随着浸渍次数的增加,SiC陶瓷的体积密度和力学性能先上升后降低。当真空浸渍2次时,树脂残碳密度达0.39 g/cm³,反应熔渗后碳化硅体积分数达到最大值(71.4%),材料性能达到最优,相较于未真空浸渍处理的增材制造SiC陶瓷,体积密度提高了13%(2.87 g/cm³),弯曲强度提高了141%(251.8 MPa),断裂韧性提高了41%(3.22 MPa/m^1/2)。     

两种Mg-Zn-Nd合金的微观组织和性能

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能力学试验机、电化学法等手段,研究Mg97Zn1Nd2(Ⅰ)和Mg94Zn2Nd4(Ⅱ)2种镁合金的微观组织、力学性能及电化学腐蚀性能。结果表明:2种合金均由α-Mg基体相和第2相Mg12Nd组成,第2相在Ⅰ合金中呈不连续断网状分布,在Ⅱ合金中呈近似连续网状分布。Ⅱ合金较Ⅰ合金的晶粒更加细化,抗拉强度、硬度及延伸率分别由201.73 MPa、82.2 MPa及3.07%提高到220.61 MPa、87.2 MPa及5.31%。Ⅰ合金为脆性断裂,Ⅱ合金为混合型断裂。Ⅱ合金较Ⅰ合金腐蚀电流密度由-3.342 m A/mm2增大到-2.834 m A/mm2,耐腐蚀性能减弱。     

稀土Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

以NiB、Mo、Cr、V、Ni等几种粉末为基本原料,并以稀土Sm_2O_3为添加剂,采用真空液相烧结法制备Mo_2NiB_2基金属陶瓷。利用XRD、SEM、EDS、洛氏硬度计和电子万能试验机等研究添加Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.3%~0.9%的Sm_2O_3后,金属陶瓷晶粒明显细化,组织分布更加均匀,材料的硬度和抗弯强度也得到提高。当Sm_2O_3添加量为0.6%时,所得试样的晶粒最为细小,晶粒尺寸大致在0.8~3.0μm,材料的力学性能最佳,其硬度和抗弯强度分别达到HRA88.7和1550 MPa。     

镀镍碳纳米管对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织与性能的影响

采用化学镀法对碳纳米管进行表面镀镍处理,再利用真空液相烧结法制备出以镀镍碳纳米管为增强体的Mo_2FeB_2基金属陶瓷复合材料,借助SEM、EDS、硬度计等研究了添加镀镍碳纳米管对Mo_2FeB_2基金属陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明,添加适量镀镍碳纳米管可细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织并控制其孔洞尺寸及数量,显著提高其硬度及断裂韧性。当镀镍碳纳米管添加量为0.5%时,所得试样的晶粒最为细小,晶粒尺寸大约为1.2μm,材料的力学性能最佳,其硬度和断裂韧性分别达到1228.4HV0.3及15.90MPa·m12,相应增韧机制为裂纹偏转、桥接增韧、撕裂棱增韧和微孔洞增韧。     

添加微量Si对锆合金耐腐蚀性能的影响

通过高压釜腐蚀实验研究了添加微量Si(0.02%)对Zr-1Nb(质量分数,%)和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽和360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响.利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察了合金的显微组织.结果表明:添加微量Si对Zr-1Nb合金在两种水化学条件下的耐腐蚀性能影响不大;添加微量Si会使Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能变差,但对其在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中的耐腐蚀性能影响不大.这说明Si对不同的合金在不同水化学条件下耐腐蚀性能的影响规律是不同的.在Zr-1Nb和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr中添加0.02%Si后分别发现了尺寸较大的Zr5Si4第二相(second phase particles,SPPs)和Zr(Nb,Fe,Cr,Si)2第二相,这会对锆合金的耐腐蚀性能产生不利影响.     

w(Co)对CB2钢显微组织和力学性能的影响

为研究w(Co)对CB2钢微观组织和力学性能的影响，调整CB2钢中w(Co)为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和3.0%.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸等检测方法研究w(Co)对试验钢微观组织和力学性能的影响规律，结合Thermo-Calc和JMatpro-7.0模拟结果解释其影响机理.研究发现:w(Co)增加提高铬当量的值，使试验钢中δ铁素体含量减少，当w(Co)增加到1.5%时，δ铁素体基本消失;材料的抗拉强度随w(Co)的增加而增加，而延长率则先增加后降低;结果表明，w(Co)为1.5%时综合性能较好，即抗拉强度达到805.13MPa，延长率达到20.4%，布氏硬度为260.     

纳米SiC颗粒强化AA6061的磨粒磨损行为

实验制备了纳米SiC颗粒强化AA6061基材料,并考察了其微观组织、硬度及磨损性能.结果表明:在20 N载荷下,强化试样的磨损率及摩擦系数均低于AA6061基体,其中0.6%SiC/AA6061复合材料的磨损率较基体降低50%.这主要是由于SiC颗粒自身良好的载荷承载能力,加之增强颗粒/基体间界面良好的结合,使SiC颗粒的添加提高了复合材料的磨损抗力.同时,促进了富铁机械转移层的形成,降低了摩擦系数和磨损率.AA6061基体和强化材料在20 N载荷下的磨损机制均为磨粒磨损.     

Mo2 NiB2基金属陶瓷的制备与性能

采用单质硼粉、镍粉和钼粉结合反应硼化烧结法制备了Mo2 NiB2基金属陶瓷,研究了Mo2 NiB2基金属陶瓷在烧结过程中的物相转变和尺寸变化以及烧结温度和保温时间对其力学性能和显微组织的影响.结果发现：随着烧结温度升高,材料物相逐渐由单质相变为二元硼化物相和三元硼化物相,并且材料的尺寸先发生细微收缩,再在硼化反应过程中逐渐增加,最后在液相烧结过程中逐渐减小;随着烧结温度升高,Mo2 NiB2基金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增加后减小,在1290℃达到最大,分别为1346.5 MPa和83.7 HRA,并且硬质相颗粒逐渐粗化;保温时间对材料性能的影响与烧结温度一致,但在保温30 min时抗弯强度最大(1453.3 MPa),保温60 min时硬度最大(83.7 HRA).     

Cu对超低碳贝氏体钢耐腐蚀性能的影响

借助透射电镜和电化学测试系统,对含铜超低碳贝氏体钢(ULCB)经不同工艺热处理后的微观组织及在0.01mol/LNa2SO4 0.01mol/LNaCl溶液中的腐蚀行为进行研究,并分析了Cu对ULCB钢耐腐蚀性能的影响.结果表明,高铜试样(wCu≥1.0%)经淬火后形成均匀的过饱和固溶体,具有较好的耐腐蚀性能.试样经低温400℃时效处理后,ε-Cu相析出很少,基体组织中的缺陷大大减少,耐腐蚀性能得到改善.当时效温度升至600℃时,析出的ε-Cu颗粒粗化且数量增多,与基体组织形成腐蚀微电池,导致腐蚀电流增加,试样耐腐蚀性下降.     

微量稀土元素Gd对7056铝合金 组织与腐蚀性能的影响

采用晶间腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀试验,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜,研究微量稀土元素Gd对7056铝合金微观组织与腐蚀性能的影响.实验结果表明:在7056铝合金中添加质量分数为0.11%Gd,形成L1_2-Al_3(Gd,Zr)弥散相,强烈阻碍位错与晶界运动,提高合金再结晶抗力,使基体保留更多的细小亚晶组织;相比于大角度晶界,亚晶界与晶内的腐蚀电位差更小,腐蚀驱动力减弱;相比于7056铝合金,7056-Gd铝合金具有更大的应力腐蚀抗力,其临界应力强度因子K_I由5.45 MPa·m~(1/2)增加至10.59 MPa·m~(1/2);两种合金的开路电位、电化学阻抗谱和循环极化曲线的监测结果具有一致性,均表明7056-Gd铝合金具有较好的耐腐蚀性能.     

钛微合金化新型模具钢成分设计及组织性能分析

应用JMatPro软件对添加不同质量分数Ti的H13钢进行模拟计算,根据计算结果设计含不同质量分数Ti的新型模具钢,分析含不同质量分数Ti的H13钢热处理后的力学性能及微观组织。研究结果表明:添加Ti质量分数小于0.600%较为合理。试验范围内含微量Ti的H13钢淬回火后室温抗拉强度、硬度和塑性,随着Ti质量分数的增加先增加后减小。当Ti质量分数为0.127%时,性能达到最佳,室温抗拉强度和硬度分别达到最高值1 788 MPa和51.5HRC,较不添加Ti的H13钢分别提高264 MPa和3.7HRC,断面收缩率由35.0%提升到47.0%。Ti质量分数分别为0%、0.044%和0.127%的H13钢淬回火组织为回火索氏体和回火屈氏体混合组织,Ti质量分数为0.325%和0.536%的H13钢淬回火组织为回火索氏体。     

纳米SiCp/108Al复合材料的组织与性能

采用粉末冶金法制备了不同体积分数SiC颗粒增强的纳米SiCp/108Al复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料的微观组织及拉伸断口形貌进行了表征,测定了复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率,分析了纳米SiC颗粒体积分数对复合材料组织及性能的影响。分析结果表明:添加纳米SiC颗粒的SiCp/108Al复合材料组织明显细化,性能得到提高。当纳米SiC颗粒体积分数为2%时,复合材料组织的晶粒最细小,缺陷较少,同时纳米SiC颗粒分布均匀,复合材料的性能最佳,相对密度达到98%。复合材料的硬度达到102HV,抗拉强度达到348MPa,屈服强度达到229MPa,分别比108Al基体提高了34%、26%和43%。当纳米SiC颗粒体积分数较大时,SiC颗粒会出现明显团聚现象,导致复合材料的性能降低。     

工作电压对微弧氧化6061铝合金耐腐蚀性能的影响

【目的】为提高铝合金的耐腐蚀性能,采用交流恒压微弧氧化方法在6061铝合金表面制备金属陶瓷涂层并研究了工作电压对涂层性能的影响。【方法】采用XRD分析、SEM微观组织形貌观察、交流阻抗(EIS)测试和涂层厚度分析等方法,测试工作电压对涂层生长、物相组成、耐腐蚀性能等的影响,分析其影响机理。【结果】6061铝合金微弧氧化涂层表面为疏松多孔的"火山口喷射"形貌,当工作电压小于450V时,涂层的厚度随着工作电压的增加而增大,火山口状放电孔数增加,涂层主要相为β?Al2O3和少量α?Al2O3;工作电压大于450V后,火山口状放电孔数减少而孔径增大,并且工作电压增大到500V时涂层开始出现微裂纹,耐腐蚀性先增强后减弱。【结论】工作电压为450V时制备的涂层,疏松层放电微孔电阻Rp和基体金属腐蚀反应的电荷转移电阻Rct分别为2.875×106Ω·cm2和7.575×106Ω·cm2,比制备的其他涂层具有更好的耐腐蚀性能。     

Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响

通过室温拉伸试验、腐蚀性能测试和光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响。研究结果表明:合金的强度随着Zr质量分数增加先增加再减小,Zr质量分数为0.12%时合金的强度出现峰值;添加Zr抑制合金再结晶,提高其强度和抗剥落腐蚀性能;挤压方向(L-T)力学性能均优于横向(T-L),Zr质量分数为0.12%时、各向异性最小;横截面的抗腐蚀性能优于长截面,Zr质量分数为0.14%时,抗腐蚀性能最佳且各向异性最小;合金的性能各向异性随Zr质量分数增加而先减小再后增大。Zr质量分数最佳添加范围为0.12%~0.14%,能保持高强度耐腐蚀性能并具有较低的各向异性。