包渗法制备硅化物涂层的结构形貌及形成机理

采用包渗法在C-103 铌合金基体上制备MoSi2 涂层,通过X 射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究涂层表面、截面形貌以及氧化后涂层结构变化,并分析硅化过程中涂层的形成机理.研究结果表明包渗法制备硅化物涂层是通过反应扩散形成的,硅化过程服从抛物线规律;该涂层为复合结构MoSi2 相为主体层;以NbSi2相为主、并含少量Nb5Si3 相的两相为过渡区;Nb5Si3 相为扩散层.在高温氧化环境下,涂层表面生成致密的非晶氧化层,有效地阻止了氧向涂层内扩散.     

热力交变作用下WC-12Co硬质合金变形机理

采用Gleeble 1500对WC-12Co硬质合金进行不同温度和应力场的压缩疲劳实验,测量疲劳前后合金硬度的变化,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段观察其组织结构的变化并分析其变形失效机理.结果表明:随着实验温度与加载载荷的升高,WC-12Co合金硬度呈下降趋势,WC晶粒发生圆化,WC晶粒骨架的完整程度下降.WC-12Co合金的疲劳变形失效机理为:在较低变形温度和变形载荷下,塑性变形由WC相中的位错滑移和黏结相马氏体转变所提供,随着变形温度和变形载荷的升高,塑性变形则通过硬质相的层错运动和WC/WC的界面滑动形成黏结相条带来实现.     

固溶处理对2E12铝合金组织及疲劳断裂行为的影响

通过对2E12铝合金进行493 ℃/20 min和503℃/20 min固溶处理,研究固溶处理对2E12合金室温拉伸及疲劳性能的影响.采用X线衍射分析、扫描电镜和金相分析对合金组织及疲劳断口进行观察.研究结果表明:提高固溶处理温度对合金拉伸性能影响不大,但可明显减少合金中残留相(Al2Cu,A12CuMg)的含量;经503 ℃/20 min处理后合金的拉伸强度较经493℃/20 min处理后合金的拉伸强度略有提高,但其疲劳寿命延长约20％;合金中残留相在疲劳过程中容易开裂形成微小二次裂纹,在主裂纹扩展过程中起到桥接作用,从而加速疲劳裂纹扩展,降低合金疲劳性能.     

BaO和MgO含量对CaO–Al2O3系保护渣与钢基底之间润湿行为的影响

结晶器内的界面现象对连铸过程的顺行和铸件的质量有很大的影响,虽然钢–渣之间的界面特性已经被许多研究者研究过,但是这些研究大多是已钢或铁为研究对象。传统的CaO–SiO₂系保护渣在参与高铝钢连铸时会与钢中的Al发生化学反应,导致保护渣的成分和性能发生变化,从而影响连铸顺行。因此,性能稳定的非反应型CaO–Al₂O₃系保护渣,成为高铝钢连铸过程的一种潜在功能材料。本文采用卧滴法,研究了BaO和MgO含量对非反应型CaO–Al₂O₃系保护渣润湿行为的影响,测量了渣-钢之间的接触角,并计算了界面张力。此外,还利用XPS测定了钢-渣界面处的氧种类,以证明保护渣成分和界面之间的内在联系。研究结果表明:BaO和MgO对保护渣的润湿行为有着不同的影响,具体而言,当BaO含量从3wt%增加到7wt%时,渣与IF钢的接触角从62.4°增加到74.5°,界面张力也从1630.3 mN/m增加到1740.8 mN/m。 XPS的结果表明,随着BaO的加入,钢–渣界面处的熔体结构发生聚合,O?(非桥氧)和O2?（游离氧）的比例降低,而O0(桥氧)的比例增加,这说明BaO的加入会降低熔剂对IF钢的润湿性。而当MgO含量从3wt%增加到7wt%时,渣与IF钢基体的接触角从62.4°减少到51.3°,界面张力也从1630.3 mN/m降低到1539.7 mN/m。加入MgO时,钢–渣界面处的熔体结构发生解聚,由于部分O0分解为O?和O2?,导致O0的比例减少,这说明MgO提高了IF钢的润湿性,使熔剂更容易在IF钢表面浸润。引起这一结果的主要原因是,Mg2+离子半径小于Ba2+离子,Mg2+的静电势也高于Ba2+,较高的静电势导致O2?和Mg2+之间产生较强的极化效应,导致熔体中Mg–O键由离子键向共价键转变,从而使得Mg2+的电荷补偿效应远远小于Ba2+。