均匀化处理对Fe基中熵合金组织及力学性能影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金. 通过建立均匀化动力学方程,研究了均匀化温度和时间对力学性能的影响.对(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金分别在873、973、1 073、1 173、1 273 K进行6 h均匀化处理,研究其组织结构和压缩性能的关系.结果表明:通过施加均匀化处理使合金元素均匀分布、偏析显著减少,1 173 K均匀化处理后合金具有好的相稳定性,仍为fcc结构.在1 173 K时,(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金的压缩力学性能最优,其抗压强度及塑性应变分别为3 992.4 MPa和35.75%,且实验结果与均匀化扩散动力学方程计算预测相符.     

Wear and corrosion resistance of laser-cladded Fe-based composite coatings on AISI 4130 steel

The wear and corrosion resistance of Fe_72.2Cr_16.8Ni_7.3Mo_1.6Mn_0.7C_0.2Si_1.2 and Fe_77.3Cr_15.8Ni_3.9Mo_1.1Mn_0.5C_0.2Si_1.2 coatings laser-cladded on AISI 4130 steel were studied. The coatings possess excellent wear and corrosion resistance despite the absence of expensive yttrium, tungsten, and cobalt and very little molybdenum. The microstructure mainly consists of dendrites and eutectic phases, such as duplex (γ+α)-Fe and the Fe–Cr (Ni) solid solution, confirmed via energy dispersive spectrometry and X-ray diffraction. The cladded Fe-based coatings have lower coefficients of friction, and narrower and shallower wear tracks than the substrate without the cladding, and the main wear mechanism is mild abrasive wear. Electrochemical test results suggest that the soft Fe_72.2Cr_16.8Ni_7.3Mo_1.6Mn_0.7C_0.2Si_1.2 coating with high Cr and Ni concentrations has high passivation resistance, low corrosion current, and positive corrosion potential, providing a better protective barrier layer to the AISI 4130 steel against corrosion.     

紫铜的搅拌摩擦焊工艺与接头性能分析

搅拌摩擦焊是一种新型固相塑性连接方法,它的出现为铜的焊接提供了一种新的工艺.对紫铜的搅拌摩擦焊工艺进行了研究,通过工艺试验,对其焊缝成形、接头组织形态及其力学性能进行了分析.研究结果表明,搅拌摩擦焊接紫铜时应选用搅拌头旋转速度在400~700 r/min,焊接速度为35~60 mm/min;从显微组织角度,由于接头主要发生了动态再结晶,焊接接头没有热力影响区,而是三个区,即焊核区、热影响区、母材区.研究还发现用搅拌摩擦焊得到的铜接头出现了明显的软化现象,接头的机械性能比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,其平均抗拉强度可达到母材的80%.     

炮钢表面等离子堆焊Fe基涂层及其烧蚀行为研究

在炮钢表面利用等离子堆焊分别制备了A、B两种Fe基耐烧蚀涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪分析了涂层的微观组织和元素含量,利用维氏硬度计测量了涂层的硬度,利用高速热流发生装置模拟了火炮发射时的高温高压环境,对涂层进行了烧蚀试验.结果表明,两种Fe基涂层均与基体形成了良好的冶金结合,涂层A的组织主要由Fe-Cr固溶体、Fe₃Ni₂及（Cr,Fe）₇C₃组成,涂层B的组织主要由Fe-Cr固溶体、Cr₃Ni₂、Fe_0.64Ni_0.36及Fe₇C₃组成.经过40次高速热流烧蚀后,电镜下观察涂层A发生的烧蚀行为,其烧蚀过程是由"晶间烧蚀"扩展到"沿晶烧蚀"最后到"全晶烧蚀",电镜下观察涂层B未发生明显的烧蚀行为,但是在热冷循环过程中产生了"穿晶"裂纹,与炮钢相比,两种涂层的耐烧蚀性能均有明显提高.      

不锈钢A-TIG焊活性剂的焊接性研究

利用自行研制的 30 4不锈钢A TIG焊活性剂进行了焊缝外观形貌、熔深效果、接头微观组织、化学成分及接头力学性能分析的焊接工艺试验 .试验结果表明 ,使用活性剂可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加 1～ 2倍 ,对 8mm以下的不锈钢钢板对接无须开坡口 ,可一次焊接完成并且单面焊双面成型 ,焊缝表面成形良好 .使用活性剂后接头微观组织、焊缝的化学成分和接头力学性能均不受影响 .     

热处理对CLAM钢TIG焊接接头显微组织影响

采用TIG焊接方法对中国低活化马氏体钢(CLAM 钢)进行了平板对接试验,分别对焊接接头采用不同温度的焊后热处理,试验温度分别为610,660,710,760,810℃,保温30 min.结果表明,焊后进行热处理与不做热处理两种情况下,CLAM钢焊接接头微观形貌和硬度存在很大不同;随温度增加,焊接接头焊缝中马氏体板条分布及尺寸均匀性得到提高,热处理温度710℃以上时板条均匀性最好,但晶粒尺寸与板条也会随温度升高而长大.焊后热处理使焊接接头各部分硬度随热处理温度的升高而逐渐降低,焊缝金属硬度下降值比母材和焊缝热影响区大得多,尤其在810℃时焊缝金属硬度下降值最大,降至与母材硬度相当.     

高密度LiMn0.4Ni0.4Co0.2O2正极材料的合成与研究

用一种改进的氢氧化物共沉淀法制备了粒径均一、近球形的Mn_0.4Ni_0.4Co_0.2(OH)₂, 再通过高温固相合成法制备了高密度的LiMn_0.4Ni_0.4Co_0.2O₂正极材料。结果表明,在沉 淀体系中加入F^-,可以在较为宽松的条件下制备出振实密度为2.3g·cm^-3的LiMn_0.4Ni_0.4Co_0.2O₂正极材料。对产物进行了XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明,产物具有良好的形貌; XRD测试表明,产物具有良好的层状结构,无杂质相存在。在充放电电压区间为3.0~4.4V,电流密度为30mA·g^-1时,首次充电和放电容量分别为185和164mAh·g^-1,经过50次循环,放电容量仍能保持90%。     

P92耐热钢接头组织与冲击性能

P92铁素体耐热钢因其优异的高温综合性能而作为超超临界发电机组用钢.采用金相显微镜﹑显微硬度计和扫描电子显微镜等分析方法,研究了TIG自熔焊后760℃回火不同保温时间对P92钢接头组织、显微硬度及冲击性能的影响,从显微组织和断口形貌角度对性能的变化进行了分析.结果表明:P92钢焊态下焊缝区平均显微硬度为400HV_(0.5),冲击韧性值为20J.经回火热处理,焊缝区显微硬度显著降低,冲击韧性提高,接头中δ-铁素体体积分数显著减少.在760℃回火保温7h后,焊缝区平均硬度下降到234HV_(0.5),冲击韧性值增加到86J.随回火时间的延长,断口形貌从韧/脆混合断裂向韧性断裂过渡.     

焊接热输入对低合金高强钢焊缝组织和韧性的影响

摘要： 针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,研究不同焊接热输入对接头焊缝显微组织及冲击韧性的影响.结果表明,当热输入从1.376 MJ/m提高到2.248 MJ/m时,焊缝区冲击韧性先升高再降低.当焊接热输入为1.56 MJ/m时,焊缝区微观组织以针状铁素体为主,低温韧性最好;采用小电流低速焊焊缝区组织更加均匀,冲击断口韧窝区所占比例更大,低温韧性更高;在热输入相同的条件下,单丝熔化极活性气体保护焊焊缝区以针状铁素体和粒状贝氏体为主,低温韧性优于双丝焊.     

放电等离子烧结Al20Cr20Fe25Ni25Mn10高熵合金的硬度和腐蚀性能研究

采用放电等离子烧结(SPS)技术在不同温度（800、900和200°C）下保温不同时间（4、8和12 min）合成了Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀高熵合金（HEA）。通过扫描电子显微镜、能谱仪（EDS）、维氏显微硬度计、极化曲线等对合金的微观结构、显微硬度和腐蚀进行了实验研究。X-射线衍射（XRD）表征了所制备合金的成分。EDS结果显示不论烧结参数如何变化,合金均由原始合金元素组成。XRD、EDS和扫描电子显微镜的结果说明所制备的合金具有球形微观结构,呈现出面心立方结构相,这是基于固溶机制形成的。这表明SPS合金具有HEAs的特征。在1000°C保温 12 min生产的合金显微硬度最高,为HV 447.97,热处理后其硬度降至HV 329.47。同一合金表现出优异的耐腐蚀性能。烧结温度升高,Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀合金可具有更高的密度、显微硬度和耐腐蚀性。     

镀锌钢光纤激光搭接焊添加铜粉的试验研究

采用4kW光纤激光器对2片1.2mm厚H220YD镀锌钢板间添加不同质量分数铜粉进行了激光搭接焊.对工艺参数优化后所得到的焊接接头进行了焊缝表面成形、力学性能、断口形貌、成分分布和主要物相等分析.结果表明:添加铜粉质量分数为2.82%时,焊接接头的平均抗拉强度和延伸率分别为382.5MPa和32.5%;添加铜粉质量分数不大于3.46%时,拉伸断裂于母材,属于韧性断裂,而添加铜粉质量分数大于3.46%时,拉伸断裂于焊缝区,属于韧性断裂为主脆性断裂为辅的混合断裂;夹层铜粉的加入,改变了镀锌钢界面的元素分布及物相组成,焊接接头焊缝区域C,Al,Mn,Fe,Zn,Cu元素的混合区宽度较大;当添加铜粉质量分数为2.82%时,Cu元素变化比较稳定,因铜能固溶于锌中形成锌铜固溶体,起到很好的固溶强化作用,故增强了焊缝的强度;当添加铜粉质量分数为8.06%时,Cu元素会向热影响区扩散,易形成Cu5Zn8脆性金属间化合物,使得拉伸易断裂于焊缝区.     

电沉积铁钴镍基催化剂及其氧析出性能的研究

能源需求的不断增加以及有害气体的排放带来了一系列能源和环境问题,寻求一种高效可持续的清洁能源来代替传统的石油迫在眉睫。作为最有前途的清洁能源,氢气可以通过电解水的技术制得,但是电解水的反应效率受到了氧气析出反应(OER)缓慢动力学的限制,因此发展具有高性能OER的电催化剂对电解水制取氢气的广泛应用具有积极的推动作用。Fe、Co、Ni等过渡金属氧化物或氢氧化物具有多种氧化态,可以促进反应中间体的结合,是优异的OER催化剂。采用电沉积的方法在碳布(CC)衬底上制备了Fe、Co、Ni的氢氧化物纳米片,对金属之间的比例进行了优化,最终得到的Fe₂Co₁Ni₂/CC催化剂具有良好的OER性能,当电流密度为10 mA·cm^-2时所需要的过电势较小,仅为285 mV。所得Fe₂Co₁Ni₂/CC还具有良好的稳定性,有望用于商业化电解水制氢气。     

电子封装用Cu-MoCu-Cu(CPC)材料与Al_2O_3陶瓷钎焊及变形研究

利用AgCu钎料在N_2保护气钎焊氛围、合适的工艺参数下,探究具备高导热、高可靠、低膨胀系数的新型Cu-MoCu-Cu(CPC)多层复合材料与表面共烧W金属化层的Al_2O_3陶瓷的钎焊工艺及接头界面结构,以实现其在电子封装领域的应用。同时,通过在CPC与Al_2O_3陶瓷间增加可伐中间层,探究中间层对界面结构及构件变形的影响。研究表明,在800℃、保温5 min条件下,CPC与Al_2O_3陶瓷典型界面结构为Al_2O_3/W+Al_2O_3/(Cu,Ni)/Ag基固溶体+Cu基固溶体/Cu基固溶体/CPC。可伐中间层引入后,界面结构基本一致,但中间层两侧形成了Cu-Ni固溶体,仍保证了母材间的可靠冶金结合。可伐中间层的膨胀系数介于Al_2O_3与CPC之间,通过中间层逐层缓解残余应力,减小组件的焊后变形。相比于直接钎焊,钎焊组件的下底面翘曲变形缓解50%以上。     

中国低活马氏体钢TIG焊温度场接头组织分析

以我国自主研发的中国低活马氏体钢(China low activation martensitic steel,简称CLAM钢)为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件建立了单面双层焊三维有限元数学模型,对CLAM钢TIG焊接过程进行有限元分析,选用双椭球热源作为体载荷进行加载计算,并运用APDL参数化语言及生死单元技术实现了模拟过程中焊接热源的移动加载及焊缝金属的逐步填充.分析了CLAM钢在焊前预热情况下瞬态温度分布情况和熔池形状的动态变化过程,并对CLAM钢焊后显微组织和焊接接头硬度进行了分析,为CLAM钢TIG焊的研究提供参考.     

锰对铁基合金磁特性的影响

用穆斯堡尔谱对比X射线衍射和磁矩测量法研究5种铁基合金Fe₆₀Ni_40-xMn_x(x=0,5,10)和Fe₆₀N i_35-xMn_xCo₅(x=5,10)中Mn含量对合金磁特性的影响. 结果表明, 随着Mn含量的增加, 超精细场分布向低场转移, 磁态也由铁磁态向反铁磁态转变 , 得到了平均超精细场H_hf、 磁化强度M及相关Mossbauer参数随合 金试样平均电子浓度的变化关系.     

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。     

WC-Co系硬质合金TIG焊接头界面扩散分析

采用Ni-Fe-C填充材料对WC-30Co硬质合金与45钢的钨极氩弧（TIG）焊进行了研究,观察分析了焊接接头的组织形貌,提出了块体界面扩散的板片模型和管道模型,并采用板片模型对WC-30Co硬质合金与钢TIG焊焊接的WC-30Co／焊缝界面的各元素的扩散行为进行了分析．界面显微观察结果表明,采用Ni-Fe-C合金作为填充金属获得了良好的焊接接头,焊缝与WC-30Co硬质合金之间发生界面扩散,在界面原子间机械力的作用下,发生了牢固的冶金结合．利用多项式进行曲线拟合,并用Matlab进行计算,可以解决焊接过程时间参数过小而无法应用板片模型的困难,是一种可行的数据处理方法．采用板片模型可以有效地描述界面元素的扩散行为,η相周围基体中元素较强的扩散能力是其形成的重要原因．     

正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xCrxO2的合成与表征

采用草酸盐共沉淀法合成一系列的Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_1-xCr_xO₂正极材料(0 ≤x ≤0.1),用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析合成产物的晶体结构及表面形貌;利用充放电仪测定了产物的电化学性能.结果表明,合成的Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_1-xCr_xO₂( x = 0.01,0.03,0.05,0.07) 均保持α-2NaFeO₂ 层状结构相,属于空间R3m点群.Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_0.95Cr_0.05O₂的电化学性能最佳,首次放电容量达158.6 mAh/g,在2.5～4.5 V区间30次循环后比容量衰竭率仅为3.92%.Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_0.95Cr_0.05O₂和Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)CrO₂ 的电极阻抗变化不同,进而影响其电化学性能.     

2219-T87铝合金TIG焊缝拉拔式摩擦塞补焊接头的微观组织及力学性能分析

本文研究了6 mm厚2219-T87铝合金TIG焊缝拉拔式摩擦塞补焊接头的微观组织,析出相演变规律以及力学性能。当使用7000 r/min主轴转速,12 mm进给量以及20–22 kN 轴向拉力时,焊接接头成形良好且无焊接缺陷,塞棒与试板之间通过再结晶的方式形成了冶金结合。根据微观组织特征不同,接头可划分为热影响区、热机械影响区、再结晶区、TIG焊缝-热影响区以及TIG焊缝-热机械影响区。TIG焊缝-热机械影响区晶粒受到焊接过程中塞棒旋转挤压作用而发生剧烈塑性变形。热机械影响区发生软化的主要原因是θ'相的溶解以及θ相的粗化。拉伸试验结果表明,轴向拉力为22 kN时,对应接头抗拉强度最高,为237 MPa;接头在TIG焊缝–热机械影响区发生断裂。断口形貌分析表明接头具有良好的塑性与韧性。     

焊接电流对镁/镀锌钢 TIG熔--钎焊接头显微组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊焊接方法,以镁合金焊丝为填充材料,对镁合金与镀锌钢进行连接实验,并分析热输入量对接头显微组织和力学性能的影响.热输入量过小会阻碍镁/钢界面反应层的形成而使得焊缝难以焊合,热输入量过大又会促进焊缝内部脆性第二相的长大,降低接头力学性能.接头强度随着焊接电流和焊接速度的增大都呈现先上升后下降的趋势,电流为70 A时强度达到最大,该值接近AZ31B母材的88．7%.此时断裂发生于焊缝熔焊区,断面出现大量韧窝和撕裂棱,呈现出塑性断裂特征.