基于CALPHAD方法的多元合金杨氏模量的计算

基于纯金属杨氏模量的实验信息,本研究对纯金属的杨氏模量随温度变化的半经验模型中的参数进行了优化.借鉴相图计算的CALPHAD(calculation of phase diagram)方法,构建了多元合金杨氏模量计算的模型.基于二元合金的杨氏模量实验信息,对Fe-Ni和Ta-Mo二元系的杨氏模量计算参数进行了优化,计算了合金在不同温度和成分时的杨氏模量,计算结果与实验数据取得了良好的一致性.基于二元合金的优化参数,运用三元合金的计算模型,预测了TaNb-W和Ta-Nb-Mo在不同温度和成分时的杨氏模量.     

Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金研究进展

Fe-Cr-C堆焊合金具有成本低、品种多、耐磨性好等优点,是当前堆焊合金研究的重要方向之一,应用前景广阔。本文针对Fe-Cr-C堆焊合金的凝固行为、组织演变规律、焊态合金典型显微组织特征、耐磨性影响因素等研究内容进行论述,在此基础上介绍了该堆焊合金的具体工程应用,并对今后的研究方向进行了展望。     

高温耐磨堆焊焊条的研究

采用正交试验的方法研究了耐磨堆焊焊条中各种金属成分的合理匹配及稀土元素的作用．试验表明，本文所研制的高温堆焊焊条的堆焊层组织为马氏体 硬化物，其堆焊层经900℃高温退火，HRC值为54．9，具有很好的高温耐磨性能，它是一种既适用于一般工况，又适用于高温工况的耐磨堆焊焊条。     

快速凝固Al-Ti-RE合金成分的改进设计

对快速凝固Al-4Ti-2V-3La合金的显微结构、热稳定性和力学性能进行了试验研究，并计算分析了合金的初始冷却速度和初始过冷度，从而为改善Al-Ti-RE热强合金显微组织和性能提供了改进设计的原则。研究表明，快凝Al-Ti-RE热强铝合金的成分设计应进一步多元化，其中添加Ni、Cr元素比较理想，它们与Ti的物理性质相近，在α-Al中有较高的极限固溶度和较低的平衡固溶度，在高温有较低的扩散速率，具有较高的表面张力，并能改善熔体的微观不均匀性。     

基于TiC-VC耐磨粒磨损堆焊的显微组织与性能

采用H08A焊芯及石墨、钛铁、钒铁、人造金红石等药皮组分研制了新型耐磨粒磨损堆焊焊条，研究了堆焊层的显微组织与性能．结果表明，通过高温电弧冶金反应生成的碳化物比较均匀地弥散分布于基体组织中，大部分分布于基体组织的晶界上，呈不规则块状、角状或条状．碳化物是TiC、VC的密集集合体．基体组织是典型的低碳马氏体形貌，低碳马氏体基体组织配合弥散分布的碳化物是获得良好抗裂性和高耐磨性堆焊金属的微观基础．堆焊金属主要相构成为α-Fe γ-Fe VC TiC Fe3C．药皮中钛铁、钒铁、石墨加入量增加，堆焊层硬度提高，工艺性能和抗裂性能恶化．堆焊层硬度可达到HRC60以上，相对耐磨性是D667焊条的5倍．     

碳含量对多元合金系堆焊焊条堆焊层硬度的影响

文章系统地探讨了不同碳含量C－Cr－Mo－W－V－Nb合金系堆焊焊条堆焊层焊态下和时效后的硬度影响规律。     

碳对多元合金系堆焊层硬度和组织的影响

系统地探讨了不同碳含量对C－Cr-Mo-W-V-Nb合金系堆焊焊条堆焊层焊态下和时效处理后的硬度及组织的影响规律。通过实验，初步确字了该合金系碳的质量分数范围为0．70％－0．75％，该合金系堆焊层在较高工作温度条件下仍可保持较高硬度，提高堆焊层硬度，耐磨性和抗裂性，并使之达到较好的匹配仍有待进一步探索和研究。     

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。     

一种高强度合金成分的设计

根据技术指标要求，按物理冶金学基本原理成功地选择了合金的类型，设计，研制了新型的镍基铸造Ｋ４１１合金。     

高能球磨过程中Al-Pb耐磨合金粉末的微观组织观察

通过X射线衍射 (X -ray)、电子扫描电镜 (SEM)观察 ,分析了经高能球磨后互不相溶的Al -Pb混合粉末的微观组织变化。结果表明 :在高能球磨过程中软相Pb颗粒细化速度优于硬相Al颗粒 ;且球磨 2h形成Pb(Al)固溶体 ;细小的Pb颗粒均匀分散于基体中 ,并为Al颗粒所包围 ,有利于克服Al-Pb系传统制备工艺中宏观偏析现象而制备高性能的耐磨材料。     

Fe3Al合金的堆焊性能研究

采用钨极氩弧焊方法(GTAw),在奥氏体不锈钢基体上堆焊Fe3Al合金,考察焊接电流和预热温度等工艺参数对堆焊试验结果的影响.研究表明,工艺参数的改变对能否获得F3Al合金堆焊层有较大的影响,裂纹是堆焊Fe3Al合金时出现的主要缺陷.基于试验结果,对试验参数进行优化,得到一套在工程上行之有效的堆焊工艺及参数,并对该工艺参数下所获得的堆焊层的显微组织、相构成和显微硬度进行检测分析.     

不锈钢钴基耐磨堆焊焊接工艺

钴基合金因其良好的耐高温性,耐腐蚀性和耐磨性,是目前应用最广泛的一种堆焊合金。本文主要简述了堆焊的类型和钴基合金耐磨性的机理;详细阐述了奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊的难点,即焊接结晶裂纹和冷裂纹的倾向较大,在保证焊接效率的前提下,难以保证堆焊层质量;并通过分析导致奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊难点的原因,从冶金和工艺方面总结了提高奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊质量的措施。     

Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金与304不锈钢的空蚀

将Cr-Ni-Mo-Cu合金通过钨极氩弧焊堆焊到304不锈钢表面,利用超声波振动设备模拟空蚀环境,研究Cr-Ni-Mo-Cu合金作为不锈钢堆焊层,在人工海水环境下的空蚀行为及耐空蚀性能,测定Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金空蚀过程中的失重量和失重率,并与同样空蚀条件下的304不锈钢进行对比,用扫描电镜(SEM)对试样堆焊层的空蚀后的表面与截面进行观察.结果表明:Cr-Ni-Mo-Cu合金材料比304不锈钢具有更好的耐空蚀性能;空蚀过程中合金在晶界薄弱处易产生裂纹,并在延伸和扩展后促使材料发生剥落;空蚀冲击使合金发生了加工硬化,提高了堆焊层的耐空蚀性能.     

铅锡合金沉积物的显微组织

将离子浓度比为5∶5的铅锡电沉积分形生长沉积物制备成金相样品，用金相显微镜观察了它们的显微组织。结果表明，在此情况下，铅锡电沉积生成物由两相组成，即铅锡共晶相和铅基固溶相，两相呈交替层状分布。     

新型铁基高温合金成分及组织分析

研究了新型铁基高温合金中各合金元素的成分含量及作用,通过理论分析和实验过程找到各种合金元素的最佳配比,并进行合金化设计。运用X-射线衍射仪、光学显微镜、硬度计等测试手段和电化学分析方法,探讨了合金成分、热处理工艺对新型铁基高温合金的组织及性能的影响。结果表明:奥氏体型耐热钢经固溶—时效处理后,其组织为奥氏体基体以及弥散分布的碳化物M6C,M23C6,MC和金属间化合物Laves相而M6C和Laves相为主要的高温强化相。     

耐磨堆焊技术制备箕斗衬板的研究

根据金川镍铜矿的工况条件和箕斗衬板磨损失效分析,衬板材质要求既具有高的表面硬度,以抵抗矿石的凿削与切削,又具有高的强度与韧性,以抵抗低周疲劳与冲击载荷。利用耐磨堆焊技术制备箕斗衬板,性价比高,可以满足衬板表面硬度和强度要求。     

热处理对Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织的影响

以Mo、B、Cr、Ni、C及Fe粉末为药芯,低碳冷轧H08A钢为外皮,采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备FeMo-Cr-B堆焊合金,并分别对堆焊试样进行淬火与退火处理。结合光学显微镜、SEM、EDS、XRD及硬度测试等手段,研究热处理前后堆焊层组织、物相、成分及硬度变化。结果表明,Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织由α-Fe、Mo2FeB2、(Fe,Cr)2B及少量(Fe,Cr)_(23)(B,C)_6组成;堆焊试样在经950℃保温30min淬火或退火处理后,网状硼化物共晶组织消失,其物相组成为α-Fe和颗粒Mo2FeB2,且退火试样中Mo2FeB2数量较多;热处理后试样堆焊层硬度分布较为均匀,硬度显著提高,且其与基体结合界面过渡层的厚度增加。     

高铬铸铁型自保护药芯焊丝堆焊组织与性能分析

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其堆焊金属组织与性能进行了分析,结果表明:堆焊金属表面硬度达到HRC60以上,堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M1C3,型碳化物;初生碳化物主要沿堆焊层向母材方向生长,其表面硬度为HVl783,侧面为HVll27:共晶碳化物围绕在初生碳化物周围生长,其显微硬度为HV830:在相同磨损条件下磨损1h后,堆焊金属相对耐磨性为Q235钢的14倍左右,在药芯中加入适量的稀土氧化物能提高堆焊金属的耐磨性.     

Ni-Hf非晶合金及其团簇式成分解析

Ni-Hf是一类重要的二元非晶形成体系,但其非晶形成能力较弱,最佳非晶成分尚不明确.本文利用团簇加连接原子模型,首先解析了二元深共晶点Ni65Hf35对应共晶相Ni7Hf3和Ni10Hf7的团簇结构,获得了可代表各自结构特征的主团簇;随后依据非晶合金的通用团簇式[团簇]（连接原子）1或3,设计出若干可能具有高非晶形成能力的合金成分.实验结果表明,急冷甩带后只有Ni71.43Hf28.57和Ni68.75Hf31.25两个成分点形成完全非晶,其中后者成分由团簇成分式[Ni-Ni7Hf5]Ni3描述,并具有最高的热稳定性（877K）和最低的液相线温度Tl（1482K）,被认为是Ni-Hf系中高非晶形成能力的成分点,其位于Ni65Hf35共晶点的富Ni侧,靠近共晶相Ni7Hf3.