低合金钢双辉渗W-Mo-Co初探

利用双层辉光离子渗金属技术在低合金钢25Cr2Mo2V表面渗W—Mo—Co三元合金，可在表面形成铁、钴、钨、钼时效合金。研究了形成这种合金的表面冶金工艺和渗层组织状态，渗层成分分布以及工艺参数的改变对渗层厚度及渗层成分的影响。结果表明，表面合金元素的含量可以达到高钴时效合金W11Mo7Co23的水平。     

反应热压法制备B4C基复合材料的烧结致密化研究

通过在B4C中添加Si3N4以及少量的SiC和TiC,在1 820~1 900℃,30 MPa的热压条件下反应生成了B4C基轻质复合材料,烧结助剂为(Al2O3+Y2O3)。结合材料的断口SEM形貌,分析讨论了烧结致密化过程,结果表明:在相同烧结温度下,随基体相B4C含量的增多,复合材料变得更难烧结;对同成分组成的复合材料来说,随着烧结温度的升高,最终得到的材料致密度有所提高。两步烧结过程中的降温保温阶段,有利于放热反应的彻底进行,使最终复相陶瓷组织中含有少量细小的TiB2和BN相,同时,放热反应可以维持致密化进程的继续进行,这对于提高复合材料的强度和韧性有利。     

真空烧结Cr/WC-Ni基合金涂层的组织结构及力学性能研究

以Cr12MoV模具钢为基体材料,将调配好的WC-Ni60、Cr/WC-Ni60基复合原料均匀涂敷于处理好的基体样品上,经真空烧结制备出复合硬质合金涂层.实验结果表明,涂层结构均匀、致密,Cr/WC-Ni60基涂层的表面硬度高于WC-Ni60基复合涂层.     

W-TiC合金的烧结行为及其显微组织演变

采用粉末冶金方法制备W-TiC合金,研究W-TiC合金的烧结行为,并对合金的显微组织演变进行分析。结果表明:W-TiC合金粉末具有高的烧结活性,合金致密化过程主要发生在1 500~1 800℃,经1 800℃常压烧结120 min后,合金相对密度即达97.5%;当温度提高至1700℃甚至更高温度后,合金显微组织均匀性明显改善;在高温烧结过程中,添加TiC与W形成(W,Ti)C固溶体以及含W,Ti,C和O元素的复合物粒子相,均匀分布在W基体中,有效地抑制了W晶粒长大,提高了合金性能;在1 950℃烧结120 min后,其相对密度为98.1%,显微硬度达最大值HV670.4,相对纯W提高29.3%。     

Fe-Cr-Mo-C 系粉末压坯烧结致密化机理

研究了烧结温度对Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｃ系试样密度及性能的影响,探讨了实现烧结致密化的机理．结果表明,采用真空烧结工艺,在１１６０～１２６０℃范围内,Ｆｅ－（１３～２０）Ｃｒ－１．５Ｍｏ－（１．８～３．６）Ｃ粉末压块可实现液相烧结致密化,制得密度大于７．３ｇ／ｃｍ３,硬度ＨＲＡ７０以上的高Ｃｒ烧结铁基材料．适宜的液相烧结温度随Ｃ含量增加而降低．     

高能球磨Ti/Al复合粉固相反应烧结工艺

采用金相和能谱方法对Ti、Al箔的固相扩散反应行为进行了研究,建立了TiAl3相层厚度生长的计算公式.并在此基础上,探讨了球磨Ti/Al复合粉的两步固相烧结工艺.研究表明:两步固相烧结法可有效抑制烧结引起的粉末体变形,获得具有典型显微组织的致密烧结材料;尽管延长低温预烧时间可获得由TiAl与Ti3Al组成的热稳定性较好的组织,但组织致密度偏低,为了获得高致密的TiAl合金,仍需后续高温烧结.实验还表明,高能球磨促进了TiAl基合金组织细化,且球磨时间越长烧结组织晶粒越细小;双态组织中的层片组织含量随球磨时间延长而增加,但长时间球磨由于非晶化的出现又会引起层片组织含量下降.     

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1 210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm2和2 506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.     

金属尘化腐蚀层内应力的有限元模拟计算

通过低合金Cr5Mo在600 ℃,H2-CO混合气氛中的尘化腐蚀试验,得到碳在Cr5Mo中的扩散系数,在此基础上,利用大型有限元软件ABAQUS及其自编用户子程序(USDFLD,UEXPAN和UDIFF),开发了热-弹-塑-扩散耦合计算程序,对Cr5Mo尘化腐蚀层内应力进行了有限元模拟,并与不考虑扩散应力的内应力进行了比较.研究结果表明:Cr5Mo在尘化腐蚀过程中因碳的扩散而引起的扩散应力水平比较高;高应力区主要集中在腐蚀层表面和腐蚀层/基体界面处;扩散应力在最终的尘化腐蚀层内应力中占有相对比较大的比重,是导致腐蚀层开裂和剥落的重要原因之一.     

Fe-C-MoS2/CuSn合金基复合材料的研究

应用粉末冶金技术制备了烧结Fe-C-MoS2/CuSn合金基减摩复合材料,对其组织结构和机械物理性能进行了研究.结果表明以CuSn合金为基体保证了材料的导电性.CuSn合金的强度大于混合同种金属元素烧结材料的强度.CuSn合金与Fe润湿性好,促进了烧结合金化,因而大幅度提高了材料的强度、硬度、冲击韧性.C以游离状态存在于基体中,其膨胀系数大于基体材料,起到了减摩作用.MoS2均匀分布在基体中,明显地起到了高温减摩作用.其中当Fe(质量分数)增加到15%时,冲击韧性达20.6 J/cm2,抗拉伸强度为163.2 MPa,布氏硬度为53.8,达到和超过了TB/T1842.1-2002电力机车粉末冶...     

烧结钢固体渗硼的一些探讨

普通烧结钢通过固体渗硼处理,可获得高硬度、耐磨性好、硼化物致密程度高的渗硼层,渗层与基体结合紧密、硼化后产生的尺寸变化与烧结钢的密度关系特别小,零件的外观改变也很小。本文通过对Fe—Cu—C系不同密度的烧结钢与相当合碳量的65碳钢进行固体渗硼对比,得出温度和时间对烧结钢固体渗硼与一般金属材料固体渗硼具有相同规律,而且在同一工艺条件下,烧结钢固体渗硼的渗层厚度、致密度及与基体的咬合性,均优于一般金属材料     

Cr-Mo激光合金化对灰铸铁组织及耐磨性的影响

系统地研究了灰铸铁Cr-Mo激光合金化层中合金元素的分布、显微组织和耐磨性。试验结果表明,当激光束功率和预涂层合金成分一定时,合金化层的合金浓度主要决定于激光扫描速度。适中的激光扫描速度(7mm/s)下,合金元素在层内分布较均匀,沿层深浓度梯度平缓,合金化层的组织为极细小均匀的树枝晶;其余扫描速度下,表面Cr-Mo浓度高,沿层深浓度梯度大,表面高合金浓度处组织为白亮层,次层为树枝晶和层片状莱氏体,随层深增加枝晶间距增大。Cr-Mo激光合金化显著提高了灰铸铁的硬度和耐磨性。     

Fe-Al微叠层复合材料的制备及界面表征

将多层纯铁和纯铝薄板交替叠放,采用“热轧复合—冷轧减薄—合金化热处理”工艺流程制备了Fe-Al金属/金属间化合物微叠层复合材料(Fe-Al MIL),研究了合金化温度对该复合材料微观组织、相组成、相变及力学性能的影响.结果表明:所制备的Fe-Al微叠复合材料Fe/Al界面结合状态良好;随合金化温度的升高,化合物层厚度随之增加,当温度低于Fe-Al固-半固态反应温度655℃时,Fe₂Al₅和FeAl是化合物层的主要物相,而高于655℃时,则会在化合物层和Fe金属界面处出现少量交替分布的FeAl₃和Fe₃Al;DSC曲线上呈现出~559,~571和~667℃三个放热峰,分别代表FeAl₃,Fe₂Al₅和FeAl的相转变;固-固和固-液合金化后得到的Fe-Al MIL力学性能较差,均易发生分层断裂现象,而固-半固态合金化热处理后其力学性能最佳.     

SiC/Mo界面反应的微观结构及对Mo力学性能的影响

采用XRD、SEM分析测试方法研究在600~1200℃和1800℃真空热处理2 h条件下SiC/Mo界面反应层微观结构,并对SiC/Mo界面反应前后Mo金属的力学性能进行比较。研究表明：在800和1000℃热处理后,Mo与SiC分解的C在表面反应生成Mo2C;在1200℃热处理后Mo表面出现了Mo2C和Mo3Si相,以亚微米颗粒状反应层结构存在;当1800℃热处理后出现了Mo5Si3、Mo5Si3C以及扩散未分解的SiC。采用EDS方法在SiC/Mo界面反应层的断口处确定出Si扩散深度大于C。在600~1200℃热处理后,SiC/Mo界面反应对Mo金属的维氏硬度和延伸率均增大,而拉伸强度改变较小。     

Design of a low-alloy high-strength and high-toughness martensitic steel

To develop a high strength low alloy (HSLA) steel with high strength and high toughness, a series of martensitic steels were studied through alloying with various elements and thermodynamic simulation. The microstructure and mechanical properties of the designed steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile testing and Charpy impact test. The results show that cementite exists between 500℃ and 700℃, M₇C₃ exits below 720℃, and they are much lower than the austenitizing temperature of the designed steel. Furthermore, the Ti(C,N) precipitate exists until 1280℃, which refines the microstructure and increases the strength and toughness. The optimal alloying components are 0.19% C, 1.19% Si, 2.83% Mn, 1.24% Ni, and 0.049% Ti; the tensile strength and the V notch impact toughness of the designed steel are more than 1500 MPa and 100 J, respectively.     

热处理对新型高速钢W_4Mo_2Cr_4VSi_2RE组织和性能的影响

由于W、Mo、V等元素价格昂贵、资源紧缺,开发高性能低成本高速钢具有重要意义.利用高速钢合金化原理,通过添加高含量Si（2wt%）和RE,开发了新型低合金高速钢W4Mo2Cr4VSi2RE,其合金含量（W＋Mo＋V）比通用型高速钢M2低40%.研究了热处理工艺对该钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,1170℃以下淬火,该钢组织均匀,晶粒度为10级以上 但在1170～1190℃温度区间淬火,容易产生混晶,从而降低其韧性.通过提高坯料退火温度,缩短退火保温时间,发现在1170℃以上淬火可避免混晶.回火工艺研究表明,该钢二次硬化峰值温度为540℃.采用合理的热处理工艺,该钢的硬度、红硬性及冲击韧性可达到M2的水平.     

Effect of Mo on properties of the industrial Fe-B-alloy-derived Fe-based bulk metallic glasses

The experimental results concerning the effects of Mo on the glass-forming ability (GFA), thermal stability, and mechanical, anticorrosion, and magnetic properties of an (Fe71.2B24Y4.8)96Nb4 bulk metallic glass (BMG) were presented. An industrial Fe-B alloy was used as the raw material, and a series of Fe-based BMGs were synthesized. In BMGs with the Mo contents of approximately 1at%-2at%, the cast alloy reached a critical diameter of 6 mm. The hardness and fracture strength also reached their maximum values in this alloy system. However, the anticorrosion and magnetic properties of the BMGs were not substantially improved by the addition of Mo. The low cost, good GFA, high hardness, and high fracture strength of the Fe-based BMGs developed in this work suggest that they are potential candidates for commercial applications.     

Microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered Ti-Mo alloys for dental applications

Ti-Mo alloys with various Mo contents from 6wt% to 14wt% were processed by spark plasma sintering based on elemental powders. The influence of sintering temperature and Mo content on the microstructure and mechanical properties of the resulting alloys were investigated. For each Mo concentration, the optimum sintering temperature was determined, resulting in a fully dense and uniform microstructure of the alloy. The optimized sintering temperature gradually increases in the range of 1100–1300℃ with the increase in Mo content. The microstructure of the Ti-(6–12)Mo alloy consists of acicular α phase surrounded by equiaxed grains of β phase, while the Ti-14Mo alloy only contains single β phase. A small amount of fine α lath precipitated from β phase contributes to the improvement in strength and hardness of the alloys. Under the sintering condition at 1250℃, the Ti-12Mo alloy is found to possess superior mechanical properties with the Vickers hardness of Hv 472, the compressive yield strength of 2182 MPa, the compression rate of 32.7%, and the elastic modulus of 72.1 GPa. These results demonstrate that Ti-Mo alloys fabricated via spark plasma sintering are indeed a perspective candidate alloy for dental applications.     

Mg/Al异种材料瞬间液相过冷连接工艺研究

采用瞬间液相过冷连接工艺对AZ31镁合金和5083铝合金进行连接实验,研究保温扩散时间t2对焊缝微观组织及力学性能的影响。利用SEM,EDS,XRD和微观硬度计对接头剖面的微观组织和力学性能进行表征;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,利用SEM对断口形貌进行分析。研究结果表明:采用瞬间液相过冷连接工艺可以实现Mg/Al异种材料的有效连接;随着保温扩散时间t2的增加,接头的抗拉强度随之提高,当t2=30 min时,接头抗拉强度最高达到20.5 MPa;拉伸断口形貌具有明显的脆性断裂的特征,铝合金侧主要有解理面和撕裂棱组成,而镁合金侧属于典型的沿晶断裂形貌;在接头处形成MgAl,Mg2Al3,Mg0.44Al0.56和Mg17Al12金属间化合物,结合界面的微观维氏硬度最高达320。     

High temperature tensile properties and fracture behavior of cast nickel-base K445 superalloy

The tensile properties and fracture behavior of a cast nickel-base superalloy K445 in the temperature range of 25-1 000℃were investigated.The microstructure and fracture surfaces of the alloy were investigated by OM,SEM and TEM.The results revealed that an anomalous yield strength phenomenon exists in the alloy at medium high temperature.The yield strength decreases gradually with the increase of temperature,reaches the minimum value at 650℃,and then increases again to obtain 940 MPa,which is almost the ...