表面重熔加工对材料耐空泡腐蚀的影响

采用TIG(钨极惰性气体保护焊)表面重熔工艺对表面耐空泡腐蚀堆焊材料进行改性加工,与磨削表面加工对比研究了TIG表面重熔对空泡腐蚀的影响.结果表明:在45 h空泡腐蚀试验后,磨削试样的累积失重量是TIG表面重熔试样的1.59倍;相变产生的马氏体剥落是质量损失的主要形式,而TIG表面重熔工艺延迟了奥氏体到马氏体的相变,降低了质量损失;大量裂纹沿着马氏体片层发展,而TIG重熔表面抑制了裂纹发展,避免了大的物质剥落.     

一种奥氏体不锈钢的空泡腐蚀行为

采用一种新型的奥氏体不锈钢作为耐空泡腐蚀涂层,先表面堆焊,然后进行TIG（钨极惰性气体保护焊）表面重熔改性加工．根据ASTM G32／92标准,空泡腐蚀由超声波振动设备完成．利用X射线衍射仪和扫描电镜（SEM）对试样的空泡腐蚀行为进行了跟踪观察,并对试样的空泡腐蚀率进行了测定．结果表明：在空泡腐蚀过程中,先后发生了相变和马氏体片层的扭曲断裂．空泡冲击能诱发奥氏体到马氏体的相变,并被其吸收;当相变达到饱和点时,马氏体片层开始吸收冲击能,同时逐渐发生扭曲和断裂,最终马氏体片层断裂产生的碎片大量剥落,该材料的空泡腐蚀潜伏期结束．     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相变内耗

研究了从高温淬火的ＣｕＺｎＡｌ合金的马氏体相变内耗；提出了新的内耗表达式： 认为马氏体相变内耗与整体模量 Ｇ 相对于发生马氏体相变的局部区域的模量Ｇ′的 比值有关，淬火缺陷影响局部模量软化；并研究了不完全转变对正、逆马氏体相变内 耗的影响。     

离子氮化机理的初步探讨(一)

在相同的氨流量和氨压下,进行气体氮化与离子氮化的对比实验,证明离子氮化比气体氮化的效果好。用X射线衍射仪法和金相法观察离子轰击对试样表面的影响,说明离子轰击后的试样表面存在二类、三类应力,点阵发生严重畸变,并出现大小不等的坑洼,沿晶介处尤为显著。表层大量缺陷的存在,促进了氮的扩散过程。离子氮化后的金相试样,在稀薄空气中进行离子轰击,试样表面硬度大幅度上升,与高能粒子(γ射线、α射线以及β射线)等照射金属与合金引起的硬度上升相似。这与轰击产生的畸变有关外,可能有新相析出,原因有待进一步探讨。用探极法测定了辉光放电等离子区的离子浓度,研究氮流量与离子浓度的关系,及对氮化层的影响,说明在大氨流量下离子浓度下降,氮化层深度减少,证明采用小氨流量是合理的。     

Au-Cu-Al合金中的马氏体转变

采用3种热处理工艺研究了Au-Cu-Al合金母相的有序化程度,分析了其A2→B2→L21的有序化转变对马氏体转变的影响,即其相变点、马氏体和母相的结构,以及400℃时效炉冷处理后没有生成马氏体的原因.结果表明,采用100℃时效1.5 h后淬火到冰水中(热处理工艺II)的热处理工艺,可以得到表面浮突的马氏体;采用从650℃直接淬火到液氮中(热处理工艺I)的热处理工艺,也会发生马氏体转变,且其均为bct结构,时效处理可使母相得到充分有序化,从而提高其马氏体转变点温度,并使马氏体转变更加充分;此外,采用400℃时效、炉冷处理并淬火(热处理工艺III)的热处理工艺,可以获得更高的母相有序度,且不会导致马氏体相变,其所产生的bct结构的新相可能是通过形核长大转变而来.     

形变过程中TRIP效应的相变热动态研究

采用拉伸与测温试验同时进行的方法,将应力应变曲线与热能曲线相结合,动态研究热轧TRIP钢拉伸过程中的相变热.研究表明:热轧TRIP钢在拉伸过程中材料增加的热能由部分转变的塑性功和马氏体相变热组成,因此,拉伸过程中实际测得的试样热能高于由塑性功转变的热能.利用平均综合热能损失系数对低速拉伸的TRIP钢的热能进行补充,通过计算与推导,证实了试样在刚进入塑性变形时,一定数量的较不稳定残余奥氏体首先集中发生马氏体相变,随着应变的进一步加大,剩余的较稳定的残余奥氏体根据其稳定情况发生马氏体相变的数量逐渐减少,在试样均匀延伸结束前绝大部分残余奥氏体已转变为马氏体.结合相变热变化可动态描述热轧TRIP钢形变过程中马氏体相变的情况.     

纤维的离子刻蚀——应用于不同处理的纤维

本文作者认为等离子体轰击高聚物表面引起的局部高温是离子刻蚀后试样表面出现伪迹的重要原因.使用一具有样品台低温冷却装置的离子轰击仪,研究了经过不同处理的羊毛纤维和尼龙66纤维的表面和横切面,作者得到一种适当的离子轰击条件,在该条件下离子刻蚀将给出仅决定于材料本身的特征花样,而不是伪迹.花样的特征依赖于纤维的组织学结构和结晶学结构.等离子体刻蚀在反映不同后处理纤维结构上的变化是有成效的,即使当处理可能是如此之微弱,以致它们在纤维结构上引起的变化在形态上表现并不明显,不经离子刻蚀而直接使用扫描电子显微镜观察时无法觉察.     

杂质氧在离子束混合形成MoSi_2中的行为

Mo膜中的杂质氧明显减慢了Xe~+离子轰击诱生的MoSi_2的生长速率,氧的内扩散和再分布是由损伤分布支配的.小电流密度(<5×10~(-7)A/cm~2)Xe~+离子轰击引起的Mo/Si混合区,随轰击剂量增大而增大,但不生成钼硅化物相;衬底适当加温(>300℃)条件下,Xe~+离子轰击诱生的MoSi_2为六角结构.后退火温度大于850℃时,六角结构的MoSi_2转变为四角结构.选择适当的轰击剂量和衬底温度,利用离子束混合技术可以生长出不含氧杂质的均匀的Mosi_2层.     

DP980超高强钢激光焊接接头组织及性能研究

利用Nd:YAG固体激光器对DP980超高强钢进行激光对接焊接,通过硬度测试、拉伸试验研究DP980超高强钢激光焊接接头力学性能的变化,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等观察显微组织的转变.结果表明:DP980超高强钢经过激光焊接,焊接接头分为焊缝金属区、完全相变区、不完全相变区、回火区和母材区.焊后焊缝金属区和完全相变区为马氏体组织,硬度较高;焊接接头软化现象发生在不完全相变区和回火区:不完全相变区马氏体发生相变使得铁素体含量增加;回火区组织发生回火,马氏体析出碳化物,导致软化.在力学性能方面,焊接接头抗拉强度略有降低,延伸率下降明显,软化区的存在导致在拉伸试验时焊接接头的不均匀变形,造成了其塑性明显下降;拉伸试样的断裂发生在焊接接头热影响区,断口观察发现存在有大小不等、深浅不一的韧窝,属于塑性断裂.     

冷变形及退火对Ti_(50)Ni_(45)Cu_5合金组织性能的影响

研究冷变形与退火对Ti50Ni45Cu5(原子数分数,%)合金组织及性能的影响。研究结果表明:冷变形使片状马氏体变细,合金强度增加,使合金的马氏体相变温度和逆马氏体相变温度降低,且冷变形越大,相变温度降低越多;马氏体转变开始温度Ms随着母相B2晶粒尺寸减小而降低,利用热力学推导得出了Ms与母相B2晶粒尺寸关系式。经35%冷变形400℃退火1 h后,合金具有优良的综合性能,其马氏体转变开始温度Ms为45.2℃,马氏体转变终了温度Mf为10.3℃,逆转变开始温度As为49.0℃,逆转变终了温度Af为80.0℃,抗拉强度为1 198.29MPa,伸长率为7.9%。冷变形+400℃/1 h退火Ti50Ni45Cu5合金的马氏体片细小,马氏体孪晶亚结构增多,内耗峰增高。合金在变温过程中发生B2-B19′相变,在应变振幅为2×10-5,振动频率为0.5~4.0 Hz,变温速率为2 K/min时产生内耗峰,内耗峰位置与振动频率无关,峰高随着测量频率的增加而降低,为热诱导相变内耗机制。相变温度降低,内耗峰位降低。     

CoMn合金中的马氏体相奕和形状记忆效应

研究了CoMn合金中的γγ(fcc)-ε(hcp)马氏体相关,并测量了合金的形状记忆效应（SME）,结果表明,该合金的马氏体相变具有典型的γ→ε马氏体相变体相变特征,它在发生马氏体相变时,内耗峰并不对应于母相模量的下降,其形核无需籍软模或区域软模,通过训练可以改善CoMn合金的SME,对改善的原因进行了初步的探讨。     

AgI-Ag_2O-B_2O_3三元系非晶银快离子导体中的银沉积

运用电子探针显微分析(EPMA)技术,能有效地研究快离子导体中的金属沉积问题。电子探针是一束聚焦很细的电子束,用以轰击试样,由于探针的电子注入到试样表面,形成负电位,使得快离子试样中的阳离子在电场作用下向电子束注入轰击点迁移、集中,与电子中和后转变为金属原子。当这些析出的原子在传输过程中受到阻碍时,可能在材料表面积累或     

Ni—Ti合金的R相变及其对形状记忆效应的影响

采用电阻测量和X-射线衍射研究了Ti-54.91wt%Ni合金发生R相变的固溶和有序化处理条件。比较了不同残余应变量下经过 R 相变和只经过熟知的马氏体相变两种试样间的形状记忆特性。在近似等原子的 Ni-Ti 合金中 R 相变的发生取决于热处理条件。除非在最有利的固溶和有序化组合条件下,通常并不存在 R 相变。延长有序化时间总是促进 R 相变。随着马氏体应变量的增大,不论是否附加 R 相变,形状回复温区加宽,单程形状回复率增高并出现极大值,而双程记忆效应单调地升高。在该合金中 R 相变的发生对于单程回复是有益的,但对于双程记忆则稍有削弱。形成 R相的热处理条件可以用声子形核的概念来解释。R 相变在单程和双程记忆上的不同效果可归因于加热(仅 M→B_2)和冷却(B_2→R 和 R→M)中经历不同的相变。     

用残留奥氏体进行表面薄层软化提高接触疲劳抗力机理的探讨

本文研究了表面薄层残余奥氏体在接触疲劳过程中引起的表面尺寸和组织结构(残留奥氏体、马氏体及碳化物等)变化的规律,提出了用残留奥氏体进行表面层软化提高接触疲劳抗力的原因是:残留奥氏体局部塑变扩大接触面积降低实际接触应力能提高寿命,但它只占少部分,而大部分则是由于组织结构变化引起的。残留奥氏体应变诱发相变马氏体提高了表面层实际强度,延缓接触疲劳裂纹的产生与扩展。未转变完稳定化了的残留奥氏体有缓和应力集中的作用,能阻止接触疲劳裂纹的扩展,防止表层碳化物碎裂剥离作用。     

离子轰击对HDPE膜表面性能的影响

采用真空镀膜机中的轰击设备,在低真空度下对高密度聚乙烯(HDPE)膜进行离子轰击,通过原子力显微镜(AFM)、接触角测试仪及衰减全反射–傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)对膜表面性能进行表征,采用胶带法对得到的真空蒸镀复合膜(Ag/HDPE)进行镀层与基材间粘接牢度的测试.结果表明,随着轰击时间的延长,HDPE膜的表面粗糙度、表面羰基指数和极性都随之增加;轰击预处理后的HDPE基膜与无机Ag镀层间的粘接牢度得到很大程度的提高.     

铌对中碳Si-Mn系弹簧钢珠光体相变行为的影响

采用热模拟实验方法研究了铌对Si--Mn系弹簧钢相变特征的影响,分析了NbC的形变诱导析出行为.结果表明:弹簧钢中添加微量铌,推迟了珠光体转变,马氏体转变的最小冷却速率由5℃.s-1变为3℃.s-1;细化了珠光体,改变了珠光体组织形貌,渗碳体片层变薄、形状变得不规则,出现弯曲、断续;含铌弹簧钢在850℃变形时发生了NbC的形变诱导析出,NbC的析出位置为珠光体中的铁素体片层内、珠光体球团边界和位错处,析出物颗粒直径为10～15nm,形状近似球形.     

全过渡族合金Mn_(50)Ni_(50-x-y)Fe_xTi_y的马氏体相变行为研究

本文制备了一系列Mn_(50)Ni_(50-x-y)Fe_xTi_y全过渡族(all-d-metal) Heusler合金的甩带样品,并系统研究了Ti, Fe元素替代对其马氏体相变的影响.相同Fe含量时, Ti含量的升高能够稳定B2母相,从而降低马氏体相变温度.此外,Ti8合金中,马氏体相变温度随Fe含量的升高而下降,这表明Fe取代Ni原子也可以稳定B2结构的母相;同时,随着Fe含量的增加, Ti8合金中部分5M马氏体转变为L10马氏体并降低了热滞,表明L1_0马氏体与母相之间的相变驱动力小于5M马氏体与母相之间的相变驱动力.而当y8时,马氏体相变温度会随着Fe含量的升高而略微上升,这可能是由于Fe原子的无序占位所致.此外, Fe的加入具有铁磁激活的作用,建立了磁有序,使居里温度上升.电阻率测量显示,马氏体相变过程中伴随有显著的电阻变化,其原因是马氏体的显著晶格畸变对电子的散射作用.进一步发现,退火处理可以消除Fe原子无序占位,从而稳定B2母相,使得不同Ti含量的马氏体相变温度均可由高温下降至室温附近.本研究表明, Ti, Fe替代可以在室温附近获得一系列马氏体相变,为进一步的磁热及弹热研究提供了候选材料.     

超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响因素分析

通过有限元软件ABAQUS的用户子程序UMAT开发了超弹性-塑性叠加的材料模型,合理预测了超弹性NiTi形状记忆合金的单调拉伸应力-应变曲线。进而对紧凑拉伸试样的断裂韧性进行了有限元分析,调查平面应变状态下不同材料参数对超弹性NiTi形状记忆合金断裂韧性的影响。分析结果表明,裂纹尖端马氏体相变区呈蝴蝶状且发生小范围马氏体塑性屈服;断裂韧性参数J积分随着马氏体相变开始应力的增加而增加;随着马氏体相变开始应力的提高,马氏体弹性模量、相变应变、马氏体塑性屈服应力对断裂韧性的影响不断弱化,且马氏体弹性模量的变化对断裂韧性影响最小;同时还发现,相变应变和马氏体塑性屈服应力对J积分的影响存在竞争机制。     

{259}f马氏体表面浮凸的AFM定量分析及其相变切变角的测定

利用原子力显微镜(AFM)对Fe23Ni0.55C合金{259} f 马氏体表面浮凸作了观察与定量分析,并测定了其不同变体的相变切变角.试验结果表明,{259} f 马氏体的表面浮凸为规则表面倾动,基本符合不变平面应变(IPS);{259} f 马氏体表面浮凸多呈"N"型,不过"Z"字型马氏体的表面浮凸呈双倾动"帐篷\\"型;母相压缩变形使表面浮凸的尺寸变小,但浮凸角变化不大;{259} f 马氏体的表面浮凸无论大小,浮凸角均非常接近,具有良好的"自相似性";{259} f 马氏体不同变体切变角的测定值与传统W-L-R理论符合较好,误差小于3.654°.     

离子氮化机理的初步探讨(二)

对氮化表面沉积物进行x射线物相鉴定,发现沉积物为a-Fe、Fe_2N、Fe_4N、FeC以及Fe_3O_4,说明氮化时FeN→Fe_2N→Fe_3N→Fe_4N的分解反应是正确的。碳钢氮化层电子探针分析表明,氮浓度极大值位于扩散层与基体组织之间,而碳浓度较基体组织高,可能存在碳由基体组织向氮化层反向扩散的问题。用电子显微镜观察轰击表面,得到与金相显微镜观察相一致的结论。用x射线测定了离子轰击点阵静畸变,发现离子轰击和高温回火(520℃)产生ε→ε+r’的转变。