法,切向力作用下梯度膜接触应力的有限元分析

研究了几种覆层体受法,切向力共同作用,即类似于一球状压人入在体覆层体表面人摩擦滑动时,膜层,基体中及界面处的应力分布情况,运用有限元法计算了单层,双层及五层（梯度层）在各处的应力值大小,通过计算结果,着重比较了受相同表面载荷作用,梯度层与单,双覆层中各应力分布的不同,从而得到了梯度层的有关重要结论。     

多微凸体粗糙面接触的有限元分析

研究一微凸体按近似余弦规律分布的粗糙面与一理想的半空间平面接触问题。运用有限元法分别对粗糙面与均质体、单覆层体及梯度履层体平面的接触问题进行了计算，并得到有关重要结论。     

激光工艺对45钢表面梯度熔覆层组织性能的影响

研究了激光熔覆功率、扫描速度和熔覆材料对熔覆层组织结构与耐磨性等的影响.结果表明:梯度熔覆层连续完整,无裂纹、气孔等缺陷,与45钢基体呈冶金结合状态.熔覆层显微组织特征为枝晶、等轴晶等多种形貌的快速凝固组织,由α-Fe,CrNiFe-C和Cr₇C₃等组成.熔覆层显微硬度呈梯度分布,表层硬度达7.48GPa,过渡层硬度达5.52GPa,分别是基体硬度的3.74和2.76倍.激光熔覆技术可显著提高45钢的耐磨性能.     

堆焊Mo-Cr-Fe-B合金覆层的组织及性能研究

采用自制Mo-Cr-Fe-B系药芯焊丝通过堆焊法在Q235钢基体表面制备覆层。借助光学显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计、磨损试验机等对覆层及结合界面的组织结构、物相、硬度分布及耐磨性进行了表征与分析,并研究了覆层堆焊成型的反应过程。结果表明,覆层主要由Mo_2FeB_2、M_3B_2(M:Mo、Cr、Fe)、Fe_2B、Fe(Cr、Mo)等相组成,覆层与钢基体结合良好,在覆层-钢基体界面结合处有元素的扩散,覆层硬度最高可达980HV0.5且耐磨性良好。     

非连续体增强金属基复合材料的物理增强机制研究

研究了颗料和短纤维增强金属基复合的物理增强机制。分析计算及实验均表明，复合材料中基体金属的物理强化程度远高于单一基体合金，主要表现为高密度位错和短、粗、密集的析出相，以及有利的残余应力分布。显微硬度分析证明了上述强化因素沿增强体径向梯度减弱的推论。     

镍基金属陶瓷激光熔覆层组织及摩擦磨损性能

采用5 k W横流CO2激光器在45钢基体上熔覆自制的镍基金属陶瓷涂层,对熔覆涂层的成型性、物相组成、组织形貌、显微硬度及摩擦磨损性能进行研究。结果表明:激光熔覆层成型良好,组织细密均匀,主要为Ni-Fe固溶体中分布Fe2B,WC,M7C3型及M23C6型碳化物。熔覆层靠近基材的组织为发达树枝晶,中上部为基体组织上分布着大量长条状及少量零散分布的菊花状物质,但上部晶粒分布的方向性减弱,晶粒更加细小致密。熔覆层搭接时,搭接界面存在着生长方向多与结合面相垂直的树枝晶组织过渡区。熔覆层的显微硬度约600 HV0.2,沿搭接方向没有明显波动,其摩擦系数、磨损失重及磨损程度较基体45钢明显降低,耐磨性显著提高。     

钇在 MCrAlY 激光熔覆层中的存在形式及作用

研究了稀土元素钇（Ｙ）在激光熔覆层中的存在形式及对熔覆层抗氧化性能的影响．结果表明,Ｙ以富Ｙ粒子的形式弥散分布于基体相的晶界和晶内,净化了晶界,增强了氧化膜与基体间的粘附力,减小了氧化膜的长大速率,从而提高了熔覆层的抗氧化性能．     

影响机械加工中表面层物理力学性能的因素

机械加工中工作由于受到切削力和切削热的作用,其表面层的物理力学性能将产生很大的变化,造成与基体材料性能的差异,这些变化主要表现表在层的金相组织和硬度的变化及表面层出现的残余应力。     

表面展能量理论的修正及其在岩石力学中的应用

本文用引入应力梯度修正系数的方法对sih的表面层能量理论进行了修正,并试将该理论作为岩石断裂的一个新判据。     

Experimental study of laser direct cladding of Zr02 coating on titanium substrate

采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO。陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和zrO：陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后zroz陶瓷物相变化情况．结果表明：在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO。和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrOz陶瓷后,单斜相（m相）衍射峰强度相对减弱．     

冷作模具钢的碳化钒覆层扩散处理

通过改进的TD法对冷作模具钢进行了VC覆层扩散处理的实验,同时测定了处理后的表面层组织、硬度及耐磨性,并绘制了处理的动力学曲线。工业性生产试验表明,冷作模具通过VC覆层扩散处理,其使用寿命提高了3倍。     

钛基体激光直接熔覆ZrO 2涂层实验研究

采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO2陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和ZrO2陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后ZrO2陶瓷物相变化情况.结果表明:在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO2和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrO2陶瓷后,单斜相(m相)衍射峰强度相对减弱.     

激光熔覆层网状添加物对裂纹控制的影响

激光熔覆是新型表面强化技术,但熔覆层裂纹是限制其应用的主要难题．在熔覆层中加入不锈钢网,降低了熔覆层中的应力值,控制了熔覆层中的裂纹．对3种熔覆材料的实验验证了网丝的加入能有效地降低熔覆层的裂纹率．金相分析显示,随着网丝直径的增大,熔覆层中网丝未完全熔解,它与熔覆材料、基体形成冶金结合,保证了熔覆层的完整性,有效地控制了熔覆层的裂纹．实验工艺显示,对Ni45和Co02这2种粉末,在基体不预热的情况下,这项工艺技术可得到无裂纹的大面积熔覆层．     

金属材料表面强化技术应用现状与展望

综述了包括电弧离子镀、激光熔覆等金属材料表面强化过程中涂层与基体的结合机理、强化工艺,阐述了各种强化技术,涂层与基体材料的成分、结构匹配,对比分析了覆层的应力状态、工艺方法等对覆层结合强度的影响,介绍了各强化技术的优点、应用现状,并对存在问题提出了解决途径,对发展趋势进行了展望.     

滑动接触下影响梯度多层膜塑性变形的因素

利用有限元法对梯度多层膜进行了计算研究，得到了在受粗糙面滑动接触作用下，梯度多层膜的各主要参数即膜层总厚度、膜层层数及膜层／基体弹性模量之比与应力分布的关系，分析了各参数对薄膜产生塑性变形的影响，介绍了在梯度多层膜的制备过程中如何合理地选取参数。     

钢基体上化学气相沉积碳化钛覆层的显微组织形成机制及开裂的研究

本文通过把不同成份的钢试样,在相同的气氛及工艺条件下,进行化学气相沉积后,用光学显微镜及扫描电子显微镜观察并分析不同沉积时间下得到的试样的显微组织变化。根据化学气相沉积理论,提出了在不同含碳量的普通碳铜的基体上覆层的形成机制。并且应用这一机制使实验结果得到了令人满意的解释。采用了倾斜剖面试样,恰当的试样制备方法,并选用了合适的浸蚀剂,成功地显示了 TiC 覆层与基体之间过渡层组织。并根据过渡层中各元素的分布,弄清了过渡层的形成原因。为作者在以前工作中提出的“予先进行 CN 共渗处理,再进行化学气相沉积,可以使覆层与基体间的结合力有所提高,其原因是因为过渡区中存在 TiN,因而减少了 TiC 层与基体间的热膨胀系数之差。这一说法找到了实验根据据。经过 TiC 化学气相沉积的试样,在静载荷和冲击载荷作用下,使覆层开裂并剥落。然后对裂纹的宏观形貌进行观察。提出了在静弯曲条件下覆层中裂纹的萌生,扩展及剥落的规律。     

钛合金表面激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的微观组织

在TC4合金表面进行了激光熔覆NiCrBSiC合金涂层的试验,利用扫描电镜,电子探针和X射线衍射仪等对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度,结果表明,激光熔覆涂层的组织是在初晶γ-Ni和γ-Ni与Ni3B等相组成的多元共晶基底上分布着TiB2 和TiC颗粒,熔履层的显微硬度在HV900－1100之间,比基体钛合金提高了3－4倍。     

Ti6Al4V—DLC系梯度材料的设计

为了提高钛合金（Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）基体和类金刚石薄膜（ＤＬＣ）之间的附着强度,采用有限元分析法对ＴｉＡｌ４Ｖ－ＤＬＣ系生物梯度材料进行了热应力缓和设计,对不同参数对热应力分布的影响进行了分析,计算结果表明对Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ－ＤＬＣ系生物梯度材料,最优热应力缓和参数如下：体积分布系数 ｎ＝ １． ８;梯度层层数 Ｎ＝ １０．     

Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究

激光熔覆得到的Ni基合金熔覆层容易出现裂纹,这是导致Ni基合金熔覆层失败的主要因素.基于实验及微观检测分析,以Ni60熔覆层为研究对象,从组织和应力方面对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的开裂及扩展机理进行了研究.综合熔覆层微观组织、物相以及断口形貌分析发现,熔覆层不同位置晶体组织差异显著,材料硬度与裂纹敏感性随硬质相分布的增加而升高,Ni60熔覆层的裂纹属于准解理的脆性断裂,裂纹萌生于熔覆层顶部,并沿硬质相向内部规律性扩展.根据热残余应力模型与Griffith脆性断裂强度模型建立了涂层开裂判据,并在此基础上提出相应的裂纹消除方法,改善了金属的性能.     

PRMMCs高温挤压与室温力学性能研究

研究了ＳｉＣ含量及其分布、温度与变形速度等因素对ＳｉＣ颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）高温挤压与室温力学性能的影响．结果表明：挤压力随行程呈阶段性变化特征,材料致密度影响镦挤填充阶段变形,温度与挤压速度对挤压力影响较大;挤压变形可使材料的基体连续,增强体ＳｉＣ颗粒分布均匀,梯度层间界面消失;材料的真实应力－应变曲线符合抛物线规律;ＳｉＣ含量对这类材料的力学性能有较大影响,ＳｉＣ分布方式对材料抗拉强度和塑性的影响要比对刚度的影响大．