铸造纯钛表面微弧氧化工艺研究

微弧氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能.实验以Na3PO4·12H2O为电解质对铸造纯钛进行微弧氧化.结果表明,不同电压的微弧氧化效果不同,铸造纯钛的微弧氧化的最佳工艺参数为电压275V,电解质浓度15g/L,时间15min.纯钛微弧氧化后表面为一层为致密和一层带有微孔的双层TiO2氧化膜,氧化膜是由于火花放电和排出气体形成的.     

工业纯钛板材冷轧及退火微观组织和织构演变规律

采用先进电子背散射衍射（EBSD）技术,深入研究了冷轧工艺变化和道次间退火处理对工业纯钛板材微观组织和织构演变的影响规律。通过对比不同一次冷轧变形量样品经退火和二次冷轧加工后的EBSD取向分布图、取向差角分布图和极图得知,一次冷轧产生的孪晶对退火再结晶晶粒尺寸及晶粒取向（织构）产生重要的影响,进而又影响二次冷轧的变形组织和织构特征,使二次冷轧变形孪晶的生成受到一定程度的抑制,孪晶分数随着轧制变形量的提高呈现先升高后降低的规律,同时会降低二次冷轧组织中{0001}基面织构组分。     

表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响

为了研究表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响,利用高能喷丸(High Energy Shot Peening, HESP)技术对7055铝合金材料进行表面纳米化处理,在7055铝合金表面获得纳米结构。利用透射电镜分析纳米化前后微观组织的变化,同时对纳米化材料表层进行残余应力及显微硬度测定,并采用球盘磨损试验机研究了纳米化表面对固定载荷条件下7055铝合金材料磨损性能的影响。结果表明：表面纳米化使7055铝合金材料表面发生严重塑性变形,材料表面分布较高幅值残余压应力,最大可达到-369MPa, 残余压应力层深度达0.6mm;纳米化后试样显微硬度较基体提高了50%。摩擦磨损实验表明：表面纳米化从一定程度降低了7055铝合金材料表面摩擦系数,且磨损失重是未处理试样的32%,表明高能喷丸表面纳米化有效改善了7055铝合金材料的耐磨性能。     

正向电流密度对纯钛表面氧化物陶瓷膜形态的影响

通过微弧氧化技术,以0.2 mol/L磷酸二氢钠和0.4 mol/L醋酸钙为电解液体系,设定不同的正向电流密度,研究正向电流对在纯钛表面制备氧化物陶瓷膜形态的影响.在纯钛表面制备了含有TiO2和羟基磷灰石成份的陶瓷膜,结果表明,当正向电流密度为15 A/dm2和20 A/dm2时,陶瓷膜的形态较好.     

球化退火对CrWMn钢组织与性能的影响

CrWMn钢为冷作模具钢,要求具有高的硬度、耐磨性以及韧性。其最终热处理通常为淬火和低温回火。为了改善切削加工性能,在最终热处理前需要进行球化退火处理。本文对CrWMn钢分别进行常规球化退火、等温球化退火和循环球化退火处理,然后再进行淬火和低温回火处理。比较其最终热处理后的组织,硬度和冲击韧性的大小。结果表明,CrWMn钢经过常规球化退火,淬火和低温回火处理后具有较高的硬度,但是冲击韧性较差。而采用循环球化退火,淬火和回火后会得到综合的机械性能。实验结果对于制定热处理工艺,优化工艺参数,都具有一定的指导意义。     

Q235钢表面纳米化处理对离子注入的影响

通过高能喷丸处理，在Q235低碳钢的表面得到了一层约20μm厚的纳米晶组织，然后使用金属蒸汽弧离子注入机（MEVVA）对表面纳米化处理前后的试样进行了钛离子注入。研究结果表明，Ti注入Q235钢后，浓度基本上服从Guass分布；经过表面纳米化处理的样品，注入元素浓度与未经处理的相比有了很大的提高，而离子注入的深度则变化不大。浓度升高的主要原因可能是经过表面纳米化处理的试样表面层含有更多的缺陷，注入原子与这些缺陷的交互作用导致了其固溶度的超额增加。     

退火纯钛板压缩力学性能的各向异性

沿退火纯钛板材轧向(RD 0°)、横向(RD 90°)以及轧制平面内与轧向成45°(RD 45°)等3个方向取圆柱形试样,采用Instron电子拉伸机和分离式Hopkinson压杆,进行准静态和动态压缩实验,获得不同应变率下的应力-应变曲线,计算3个方向的应变率强化效应.研究结果表明:退火纯钛板准静态和动态压缩力学性能均表现出明显的各向异性,其中RD 90°方向屈服强度最大,RD 45°方向次之,RD0°方向屈服强度最小;在较小的应变程度下流变应力也具有同样的规律.不同方向上的应变率强化效应也存在显著差异:RD0°方向最强,RD 45°方向次之,RD 90°方向最弱;基于纯钛{0001}〈11(2)0〉基面和{10(1)0} <1(2)10〉棱柱面滑移微观塑性变形机制,结合晶体塑性变形理论,考虑多晶板材晶体取向分布,定性解释了退火纯钛板压缩力学性能各向异性.     

表面机械研磨诱导纯铝表层纳米化

对纯铝(高层能金属)进行表面机械研磨处理(SMAT),在试样表面形成纳米层.利用透射电子显微镜(TEM)对表面层的微观结构进行了表征.实验结果表明,晶粒细化的主要微观特征为:在原始晶粒和细化晶粒内部形成位错缠结(DTs)、位错胞(DCs)和高密度位错墙(DDWs)、亚晶、显微带(MBs)、层状结构,并随着应变和应变速率的进一步增加,逐渐在表面形成随机取向的纳米晶.分析可见,高应变速率和高应变是形成纳米晶的必要条件.     

残余应力对表面纳米化316L不锈钢疲劳性能影响

超声喷丸处理工艺在316L不锈钢表面制备出了纳米表面晶层,对表面纳米化后和未表面纳米化的316L不锈钢试样进行拉拉低周疲劳试验,然后对试件进行表面残余应力进行测试,并对表面纳米化后材料疲劳性能的影响机理进行了初步分析探讨.研究结果表明,超声喷丸表面纳米化处理可以有效使材料在表面产生残余压应力,并使得表面晶粒细化,从而有效抑制疲劳裂缝萌生,提高材料疲劳寿命.     

表面机械研磨316L不锈钢诱导表层纳米化

采用表面机械研磨处理方法在316L不锈钢上制备出纳米结构表层,用X射线衍射和透射电镜研究横截面组织结构的演变过程,通过测定表层到内部的硬度变化研究纳米化对硬度的影响·结果表明:经过60min表面机械研磨处理后,在距样品表面约100μm深度形成高密度位错;随着应变量和应变速率的增加,在距样品表面约50μm深度诱发了机械孪生,形成了片层状孪晶,并相互交割细化组织;最终在样品表面形成了厚度约为20μm的纳米层,表层显微组织由晶粒尺寸为10～30nm的双相组织(马氏体和奥氏体)组成·表面纳米化是通过位错 孪晶及孪晶 孪晶相互作用实现晶粒细化·表面纳米化后,表层硬度显著提高·     

高温退火对浸渍包钴超微铁颗粒表面结构的影响

浸渍包钴的超微铁颗粒，经高温退火以后，X射线衍射谱表明，其表明及内核的结构有了明显的变化，这是由于高温退火过程中钴的高游移性及磁致伸缩效应，导致钴离子向内核扩散，改变了内核及表层的晶格结构。     

纯钛表面微弧氧化和水热处理的研究

 在电压400 V下对钛试样进行微弧氧化(MAO)处理,之后再分组进行水热处理0、4、8和12 h,用扫描电镜观察试样表面形貌,内置能谱仪分析表面元素组成,X射线衍射仪分析表面的晶相,手持式粗糙度仪检测表面粗糙度。结果发现MAO处理后,试样表面出现蜂窝状的多孔结构,孔呈火山口状;其氧化膜组成主要是金红石型二氧化钛和锐钛矿型二氧化钛。水热处理的表面生成更多晶体,其组成元素主要是Ti、Ca、P和O;水热处理12 h的膜层的钙磷比与骨的接近,X射线衍射图谱也提示随水热处理时间的延长,HA生成量增多。MAO处理组前后粗糙度有统计学差异,而不同水热处理时间组,粗糙度没有统计学差异。     

纯钛TA1和钛合金TC4表面固体渗硼

采用固体粉末法分别对基体组织为α-Ti的TA1和基体组织为(α+β)-Ti的TC4钛合金表面进行了渗硼,在偏光显微镜和扫描电镜(SEM)下观察了渗层的形貌,用X射线衍射(XRD)分析了渗层的物相组成.实验结果表明,渗硼温度在850~1000℃范围内,TA1表面渗层为平行于基体表面的多层结构,为Ti3O相和TiB相;当渗硼温度高于920℃时TiB为主要组成并出现了TiB2相,且硼钛化合物的含量随温度升高而增加.当渗硼温度低于1000℃时,TC4表面渗层为Ti3O相和TiB相,在渗硼温度高于1000℃时,渗层为TiB2+TiB晶须结构.渗硼温度高于1000℃是TA1和TC4表面形成硼钛化合物的充分条件.     

交联蒙托石的表面酸性和热稳定性

采用不同的方法和条件，把聚合羟基铝镍离子引入蒙托石层间，利用Ｘ射线衍射图，红外光谱图及非水溶液滴定法，研究制备方法及条件变化对蒙托石表面酸性及热稳定等的影响。结果表明，不同的方法交联蒙托石，其表面酸性及热稳定性均发生较大的变化，原因主要在于交联剂的形成方法及条件不同，导致生成不同结构的羟基铝镍聚合体，同时，Ａｌ／Ｎｉ，（Ａｌ＋Ｎｉ）／土和老化温度等条件的变化的变化对表面酸性，及热稳定性也有较大影响     

纯钛表面TiN涂层的制备及其抗细菌粘附性能

利用多弧离子镀技术在纯钛(TA2)表面制备TiN涂层,分析涂层的显微组织,测量表面显微硬度和表面粗糙度,表征涂层的成分分布和相结构;对未处理纯钛和TiN涂层作细菌粘附实验.结果显示:TiN涂层厚度为2μm,涂层的表面复合硬度为HK0.025694,表面粗糙度(Ra[μm]±SD)为0.17±0.08,涂层由TiN相组成;细菌粘附结果表明:与纯钛基材相比,TiN涂层能显著地降低细菌粘附.     

快速高温热退火对InGaNAs/GaAs量子阱的影响

从系统自由能角度,阐明了MBE生长的InGaNAs量子阱材料在高温热退火过程中的结构和物理性能的变化。在热退火时,In-Ga互扩散和N-As互扩散引起spinodal分解,N原子趋向于与In结合形成In-N键,使InGaNAs材料的带隙增加,从而引起PL谱峰值的蓝移。     

低温退火处理对钛合金机械性能的影响

采用不同的退火温度对一种新型钛合金进行处理，通过拉伸试验分析退火温度对其机械性能的影响。试验结果表明：在一定温度范围内退火处理可以大幅度提高该材料的强度极限和弹性模量，但同时使材料变脆，塑性显著下降。因此，对材料进行单一的退火处理只能提高该材料的强度，不能综合改善其机械性能。     

电场退火对冷轧工业纯锌板再结晶织构的影响

借助于X射线衍射的三维取向分布函数(ODF)研究了电场退火对70%,80%和90%冷轧变形量的工业纯锌板在160℃分别保温1,3,5,10,15,30min条件下再结晶织构的影响.ODF分析结果表明:电场并没有改变工业纯锌板退火过程中再结晶织构的形成机制,而电场显著提高了3种冷轧压下量工业纯锌板退火样品再结晶织构的强度.电场明显促进了冷轧{1 0 1 8}面织构向再结晶{1 0 1 3}〈1 0 1 1〉板织构的演变,其中以70%冷轧变形量样品最为明显.