镍基热喷涂层对列车车轮铸钢抗制动热疲劳损伤作用机制探讨

这里主要研究了镍基热喷涂层对车轮铸钢材料抗热疲劳的作用机制,分别对有涂层试样和未涂层试样进行了450～20℃温度幅下热疲劳试验.研究发现,镍基涂层试样在涂层表面出现一些腐蚀坑和微裂纹,但具有层状结构的韧性镍基涂层未出现剥落现象,涂层层状结构阻碍了涂层裂纹向基体的传播,镍基涂层很好地避免了基体材料的热疲劳损伤.而在同等条件下,未涂层试样不论是表面还是断口处都已经遭受到了较为严重的破坏.     

基于修正模态应变能法的硬涂层薄板阻尼性能预估

在考虑硬涂层材料的小阻尼特点以及经典模态应变能法计算误差的前提下,提出了一种适用于硬涂层复合结构阻尼性能预估的新方法.推导了修正模态应变能法的原理性公式.以一个涂敷Mg-Al硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,并讨论了硬涂层材料参数、涂层厚度对结构系统阻尼性能的影响.结果发现增大硬涂层的杨氏模量、损耗因子及厚度均可提高复合结构的阻尼性能.相关研究成果可为硬涂层材料制备及阻尼减振设计提供参考.     

Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧化性能

采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AlCrN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子谱仪等分析了AlCrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱,并进行了800和900℃高温氧化实验,研究了AlCrN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明:AlCrN涂层主要成分为Al、Cr和N元素,添加Al元素后表现出较强的AlN择优取向;Al2p峰谱为Al—N和Al—O结合键,Cr2p峰谱为Cr—O和Cr—N结合键,N1s峰谱以Cr—N和Al—N的形态存在,另外含有少量的N—Cr—O和N—Al—O结合键;经过高温氧化后AlCrN涂层表面氧化物为Cr₂O₃,对高温合金基体有良好的保护作用.     

Cr-Mo钢大直径封头拼接成型技术

12Cr2Mo1R（H）钢制大型封头,一般可采用拼接后整体成形或分瓣成形后组焊。由于分瓣成形后组焊,工艺复杂、效率低,制造厂更趋向采用先拼焊后成形工艺,通过热成形后进行恢复性能热处理。若性能达不到要求,则需要去除拼缝位置焊肉重新焊接。若能选择合适焊接材料和工艺,保证热成形力学性能符合工程要求,不仅制造过程简单,且可显著降低成本。通过对12Cr2Mo1R（H）钢大直径封头采用埋弧焊方法拼接,封头在热成形后,经正火＋回火恢复材料性能热处理和焊后退火处理,焊缝金属力学性能和抗回火脆化性能均能满足工程要求。     

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.     

Studies on induction hardening of powder-metallurgy-processed Fe-Cr/Mo alloys

Induction hardening of dense Fe-Cr/Mo alloys processed via the powder-metallurgy route was studied. The Fe-3Cr-0.5Mo, Fe-1.5Cr-0.2Mo, and Fe-0.85Mo pre-alloyed powders were mixed with 0.4wt%, 0.6wt%, and 0.8wt% C and compacted at 500, 600, and 700 MPa, respectively. The compacts were sintered at 1473 K for 1 h and then cooled at 6 K/min. Ferrite with pearlite was mostly observed in the sintered alloys with 0.4wt% C, whereas a carbide network was also present in the alloys with 0.8wt% C. Graphite at prior particle boundaries led to deterioration of the mechanical properties of alloys with 0.8wt% C, whereas no significant induction hardening was achieved in alloys with 0.4wt% C. Among the investigated samples, alloys with 0.6wt% C exhibited the highest strength and ductility and were found to be suitable for induction hardening. The hardening was carried out at a frequency of 2.0 kHz for 2-3 s. A case depth of 2.5 mm was achieved while maintaining the bulk (interior) hardness of approximately HV 230. A martensitic structure was observed on the outer periphery of the samples. The hardness varied from HV 600 to HV 375 from the sample surface to the interior of the case hardened region. The best combination of properties and hardening depth was achieved in case of the Fe-1.5Cr-0.2Mo alloy with 0.6wt% C.     

基于极化曲线的镁水泥混凝土中钢筋腐蚀试验

针对西部盐湖地区出现破坏盐湖资源环境生态平衡的镁害问题,结合西部盐湖地区建筑材料受盐卤腐蚀破坏严重的状况,模拟西部盐湖环境条件,进行镁水泥钢筋混凝土中不同涂层钢筋的室内快速腐蚀试验.镁水泥混凝土中的裸露钢筋作为对照组,其他经过涂层处理的四组钢筋作为试验组;通过CS350电化学工作站对钢筋的电化学腐蚀行为进行研究,分析镁水泥钢筋混凝土中不同涂层钢筋的极化曲线以及钢筋腐蚀速率.试验结果表明:各种涂层防腐效果从高到低依次为环氧树脂涂层、杰美特涂层、美佳丽涂层、新美特涂层;环氧树脂涂层的腐蚀速率为裸露钢筋腐蚀速率的1/1 600~1/2 000,新美特涂层的腐蚀速率为裸露钢筋的1/20~1/30.     

温度和机械载荷联合作用下油田超深井中硬质涂层膨胀锥与套管的屈服挤毁压强及试验验证

在充分考虑温度载荷、机械载荷、硬质涂层膨胀锥硬度、套管硬度对膨胀锥与套管之间屈服挤毁压强影响的基础上,根据分形理论和接触力学推导出膨胀锥与套管之间屈服挤毁压强的计算公式.数值分析表明:膨胀锥与套管之间的屈服挤毁压强随最终温度、分形粗糙度、线膨胀系数、硬质涂层膨胀锥布氏硬度、中间主应力系数、套管壁厚的增大而增大;当分形维数从1增大时,膨胀锥与套管之间的屈服挤毁压强随分形维数的增大而减小;当分形维数增大到接近于2时,膨胀锥与套管之间的屈服挤毁压强随分形维数的增大而增大;随拉压强度比的增大,膨胀锥与套管之间的屈服挤毁压强减小.屈服挤毁压强的计算值与试验测试值之间的相对误差为-8.9253%～-0.9901%.     

悬浮液等离子体喷涂厚YSZ热障涂层 结构与性能研究

采用悬浮液等离子体喷涂（SPS）工艺在以GH3128高温合金为基底，CoNiCrAlY为黏结层的表面上制备氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）厚热障涂层（TTBCs），研究单片层的形貌特征及单片层之间的堆叠行为对涂层微结构的影响.对无支撑的YSZ涂层进行了1 200~1 600 ℃保温24 h和1 550 ℃保温20~100 h的高温时效处理，分析涂层的物相组成和晶粒尺寸等的变化；对涂层试样进行了高温燃气焰流循环热考核，并对其失效机理进行了探讨.结果表明,SPS单片层由四方相晶粒组成.涂层经1 550 ℃高温热处理40 h发生四方相（t）向单斜相（m）转变，且m相的含量随热处理时间的延长而增加，但对于24 h高温处理样品，即便将热处理温度提升到1 600 ℃，也未见t→m相变.SPS涂层经热考核前后应力演变是其失效根源，通过相邻柱状晶的脱落可有效地释放陶瓷层中的应力集中，最终与界面附近陶瓷层微裂纹相互连接而导致涂层剥落.     

基于ABAQUS的身管涂层磨损行为研究

重机枪的射击过程具有高压、高温、高速度、时间短等突出特点,针对这样的严苛条件,很难用实验的方法对身管涂层的摩擦磨损做研究预测。基于ABAQUS有限元软件平台,以有限元仿真方法,研究了身管涂层的磨损量和磨损状态的分布,以及子弹发射次数增加对身管涂层摩擦磨损的影响。结果表明,身管磨损主要集中在枪口近端位置,随着子弹发射次数的累积增加,磨损量相应增加,而单次磨损量减小,同时计算了发射多次子弹后的总磨损量。