铝-铜脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊接头组织分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次生成条状的Cu9Al4、块状的CuAl2金属间化合物和絮状的α(Al)+θ(CuAl2)共晶体,且金属间化合物层的厚度随着母材热输入的增加而增大,同时块状脆性金属间化合物尺寸变大.对熔钎焊接头进行显微维氏硬度测量,结果显示,铝-铜熔钎焊焊接接头金属间化合物区域显微硬度最高达406.7HV,说明铝-铜熔钎焊连接界面区出现脆硬相.     

激光熔覆原位自生TiC增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.     

铸造铝合金表面激光熔凝合金化改性

将NiCrSiNbB合金粉末用聚合物调和成糊状并涂于Al319铸造铝合金试样表面,用CO2激光以不同功率、不同的光斑移动速度处理涂层,使其快速熔凝形成耐磨的合金化层·实验结果表明,工艺参数严重地影响熔凝后合金化层的性能;可得到显微硬度达1400HV的高硬度层;选用合适的功率、光斑运动速度及预涂层厚度可得到单个处理轨迹、多道搭接处理及整个试样表面处理的无明显气孔、裂纹缺陷的组织细密的合金化层;层内主要强化相为AlNi和不同比例的Al,Ni金属间化合物·最终得到的表面合金化层的硬度比基体高60HV～100HV,其耐磨性与基材相比提高3～5倍     

激光铸造Ni75Al25-xSix多相金属间化合物

利用激光铸造技术成功制备以原子百分比配置的Ni75Al25-xSix(x=0,20)多相金属间化合物合金.使用X射线衍射(XRD)、光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对合金进行物相鉴定及显微组织分析.使用显微硬度计对其进行显微硬度测试.结果表明,未添加Si元素的合金主要由Ni3Al、γ-Ni和少量的NiAl相组成.显微组织呈细小、均匀的树枝晶,在枝晶间分布有层片状组织.添加原子分数20%的Si元素的合金,除了Ni3Al和-γNi外,还包括Al3Ni2和较多的NiAl相;显微组织呈均匀、致密的网状树枝晶生长;平均显微硬度742 HV,约为未添加Si元素合金的1.9倍.     

工业纯钛TA2的激光气体氮化

利用5 kW的CO2快速横流激光器对工业纯钛进行了激光气体氮化.采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计对氮化试样进行了微观组织、相组成和显微硬度的分析与测试.研究结果表明:TA2经激光气体氮化后在其表面得到了厚度为100μm、宏观质量良好的氮化层,氮化层与基体之间完全冶金结合.试样表层结构由氮化层、热影响区和基体三部分组成,氮化层是富钛结构,由TiN枝晶和α-′Ti构成,热影响区组织以针状马氏体为主.显微硬度最高可达HV 500,而基体仅为HV 210.     

激光铸造Ni75A125-xSix多相金属间化合物

利用激光铸造技术成功制备以原子百分比配置的Ni75A125-xSix（x=0,20）多相金属间化合物合金．使用X射线衍射（Ⅺm）、光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对合金进行物相鉴定及显微组织分析．使用显微硬度计对其进行显微硬度测试．结果表明,未添加Si元素的合金主要由Ni3Al、γ-Ni和少量的NiAl相组成．显微组织呈细小、均匀的树枝晶,在枝晶间分布有层片状组织．添加原子分数20％的Si元素的合金,除了Ni3Al和γ-Ni外,还包括A13N12和较多的NiAl相;显微组织呈均匀、致密的网状树枝晶生长;平均显微硬度742HV,约为未添加Si元素合金的1．9倍．     

激光熔覆TiN金属陶瓷涂层的微观组织

采用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiN—Ti和TiN—NiCrBSi金属陶瓷涂层，利用XRD和SEM等分析了熔覆层的微观组织，测试了熔覆层的硬度，结果表明：在TiN—Ti激光熔覆层中，表层TiN颗粒全部溶解，底层TiN颗粒部分溶解，熔覆层的组织是在α—Ti基体上分布着TiN树枝晶和TiN颗粒，熔覆层的显微硬度在400～700HV之间；TiN—NiCrBSi激光熔覆层的组织γ-Ni树枝晶和TiN颗粒等相组成，显微硬度在900-1200HV之间；熔覆层与基材结合区为TC4合金和Ni基合金的混和凝固区，呈现树枝晶和胞状晶形态，显微硬度在600～650HV之间．     

激光熔覆制备Fe-Si合金涂层显微组织分析

在碳钢表面预置3Fe/Si混合粉末和Fe3Si粉末,采用激光熔覆技术制备Fe3Si金属间化合物涂层.利用扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪和X射线仪对熔覆层组织进行分析,测试其显微硬度.结果发现,熔覆层与基体冶金结合良好,熔覆层组织主要由γ-Fe和Fe3Si金属间化合物组成.Fe3Si相的形态主要呈现为规则的多边形等轴晶和不规则的等轴晶.Fe3Si涂层组织比3Fe/Si涂层均匀细化,且硬度也比较高.     

铝合金/钢搅拌摩擦焊与冷金属过渡焊搭接接头的拉剪载荷及显微组织分析

分别采用搅拌摩擦焊和冷金属过渡焊进行铝合金与镀锌钢的焊接试验,通过对焊缝截面显微组织、界面层成分及显微硬度的对比分析,研究影响焊接接头拉剪载荷和失效形式的因素。结果表明:搅拌摩擦焊接头的拉剪载荷接近于母材,焊缝晶粒细小、组织致密,显微硬度高于冷金属过渡焊接头,铝合金-钢异种金属界面层的结合为通过"洋葱瓣"状结构的机械咬合和冶金结合,界面层厚度约为20μm,为Al-Zn固溶体;冷金属过渡焊接头的拉剪载荷较铝母材降低了37.8%,在熔合线附近断裂,熔合线附近为柱状晶,焊缝根部存在热裂纹,显微硬度较铝母材的降低了30%,界面层厚度约为5μm,为Al-Fe金属间化合物。     

新型高铝铜合金喷焊层的组织与形成过程

利用等离子喷焊技术在45#钢表面制备新型高铝铜合金(Cu-14Al-X)喷焊层.采用光学显微镜、场发射扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层金相组织特征、宏观硬度和显微硬度、喷焊层与基体的结合特点以及喷焊层形成过程.结果表明,该合金粉末喷焊层的重熔过程具有快速凝固的特征.在重结晶过程中,富含Fe、Co等元素的高熔点、高硬度相首先析出,在喷焊层中形成硬质相,使得合金喷焊层的宏观硬度和显微硬度均较普通铜合金涂层高,宏观硬度高达261 HV,显微硬度高达424.2 HV.     

激光表面合金化制备TiC/Ti复合涂层的组织与性能

利用激光表面合金化技术在工业纯钛表面制备TiC/Ti复合涂层,并对复合涂层的组织与性能进行了分析和测试,对TiC的合成机理进行了探讨.研究结果表明,复合涂层由合金化层和热影响区组成.合金化层由TiC和α′-Ti构成,TiC的生长形貌包括树枝状、十字花瓣状、胞枝状以及针状,热影响区主要由α-′Ti构成.合金化层的平均显微硬度为HV 420.TiC的合成过程分为三个阶段:激光辐照时,固态C颗粒迅速扩散至激光熔池并被液态Ti包围;首先固-液结合界面处的Ti和C直接反应形成TiCx,随后液Ti扩散并穿过TiCx层与剩余的C进行反应,直至TiCx中C的浓度达到TiC中C的浓度,生成的TiC溶于液相中;快速凝固过程中,TiC从溶液中析出并长大.     

Al70Cu20Fe10合金微结构的XRD和XAFS研究

采用机械合金化MA(mechanical alloying)方法成功地制备了Al70Cu20Fe10纳米合金.在结构分析中,联合使用传统的XRD(X-ray diffraction)方法与新兴的XAFS(X-ray absorption fine structures)技术,使XRD的长程有序结构和XAFS的特定原子近邻环境两个方面的信息相互补充、互为印证,有效地克服了高度无序体系结构分析的困难.结果表明,机械合金化Al70Cu20Fe10(MA-10 h)合金中的化合物成分是体心四方结构的Al2Cu,Al70Cu20Fe10(MA-20 h和MA-40 h)合金中的化合物成分是简单立方结构的Cu9Al4.     

纳米碳化硅-镍复合电镀的研究

采用复合电镀技术在铜基上制备了高硬度、高耐磨的Ni-SiC纳米镀层。研究了阴极电流密度、镀液pH、温度以及搅拌速度对复合沉积层的显微硬度和共沉积速率的影响,同时优化了各工艺参数,并对Ni-SiC纳米复合镀层进行了表面形貌和能谱分析。实验结果表明,Ni-SiC纳米复合电镀层表面平整光滑,显微组织均匀、致密,其显微硬度也较纯镍镀层有显著提高。     

Al90Mn9Ce1／Al2O3复合材料综合性能研究

研究了通过放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）方法制备的Al90Mn9Ce1／Al2O3金属／陶瓷块体复合材料的抗氧化腐蚀性能和力学性能。结果表明,复合材料具有良好的抗氧化抗腐蚀性能以及较高的强度,强度氧化速率仅为0．016mg／h、腐蚀速率为3．2mg／h;抗压强度514MPa、显微硬度达到231．75HV。     

铜合金表面激光诱导原位反应制备Ni基合金涂层

采用含有定量纳米铝粉的Ni基新合金粉为涂层原材料,利用激光诱导原位反应在Cu-Cr合金表面制备陶瓷相增强Ni基合金涂层.研究了样品涂层的结构和机理.结果表明:在优化的激光诱导原位制备工艺参数条件下,涂层与铜基体之间形成了由涂层元素和基体元素组成且晶粒细小的结合界面结构;纳米铝粉能够提供更多能量促进铜合金表面涂层的形成;涂层中原位生成了直径小于10μm的陶瓷颗粒增强的复合涂层组织结构;涂层成分中纳米铝粉和稀土氧化物的加入,减少了裂纹和孔洞缺陷的形成;表面涂层的平均显微硬度由铜合金基体表面的85 HV提高到了340 HV.     

添加纳米Al微粒对纯钛微弧氧化膜层性能的影响

 在微弧氧化电解液中添加纳米Al 微粒,在纯钛表面进行微弧氧化制备Al₂O₃/TiO₂复合微弧氧化膜,采用Quant 200 型扫描电子显微镜(SEM)观察膜层的表面形貌,并研究纳米Al 微粒对微弧氧化复合膜层硬度和耐磨性能的影响。结果表明,纳米Al微粒的添加可使纯钛微弧氧化膜的表面更加平整致密,硬度和耐磨性显著提高。电解液中添加3 g/L 纳米Al 微粒后,微弧氧化的终止电压由460 V 上升至515 V,硬度由811 HV 提高至1232 HV,平均摩擦系数由0.68 降低至0.57,磨损失重由1.0 mg 降低至0.58 mg。     

铸铁喷涂渗铝工艺和性能

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl3、内层是Fe2 Al5和少量的FeAl3;显微硬度有了很大程度的提高,峰值可达HV 950;渗铝试样在800、900℃进行高温氧化实验几乎不增重,抗氧化性能较铸铁可提升几十倍;同时试样也兼具良好的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能.     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11%Al、Zn-11%Al-1.5%Mg、Zn-11%Al-3%Mg和Zn-11%Al-4.5%Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11%Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明：Zn-11%Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn2三元共晶、块状 MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe2 Al5 Znx和FeAl3 Znx相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11%Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂. Zn-11%Al-x%Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

电子束重溶CoCrW涂层组织及抗微动磨损性能

采用电子束对等离子喷涂CoCr涂层进行重溶处理,对重熔前后CoCrW涂层的组织及其抗微动磨损性能进行了分析。结果表明,电子束重熔消除了原等离子喷涂层的层间氧化物、孔隙和层状结构,重熔层与基体形成冶金结合,得到以钴基固溶体为基体,以复合碳化物为强化相的细晶组织,抗微动磨损性能是原等离子喷涂层的13．3倍。