TD3合金离子渗氮耐磨性能研究

采用离子渗氮技术对TD3合金表面进行离子渗氮处理,采用金相显微镜、XRD,对渗氮层的组织形貌、物相结构进行观察分析;用显微硬度仪(维氏)测量渗氮层硬度,再用摩擦磨损试验机(往复式)进行常温干摩擦实验,对其耐磨性、磨痕形貌进行分析。结果表明:渗氮层深度可达80μm,渗氮层显微硬度最高可达1 190 HV,较基材硬度提高2.3倍以上,渗氮层含TiN、Ti_2N。渗氮试样磨痕深度与宽度减小,耐磨性能比基材也有显著提高。     

20CrMnTi钢520℃不同气氛离子渗氮研究

对20CrMnTi钢进行了520℃不同气氛等离子体渗氮处理。经氨氢和氨气离子渗氮8h后,增重分别为1.11mg/cm²和1.44mg/cm²,表面硬度分别为851.0HV_0.05和835.0HV_0.05。渗氮层由外层的“化合物层”和里层的“扩散层”组成。经氨氢和氨气离子渗氮后,化合物层的厚度分别为8～9μm和12μm。氨气渗氮8h后,改性层厚度最大,为350μm。氨氢混合气氛离子渗氮4h后的改性层为单一的γ’-Fe₄N相。氨氢混合气氛渗氮8h和氨气渗氮4h和8h,改性层均由γ’-Fe₄N和ε-Fe₃N两相组成。与氨氢混合气氛渗氮相比,氨气渗氮层的XRD衍射峰强度显著下降,半高宽增加,显微组织相对细化。     

1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢渗氮工艺的研究

本文论述了1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢渗氮时去除表面钝化膜的措施及不同渗氮温度和时间条件下的渗氮效果并制定最佳的渗氮工艺参数。     

25Cr2MoVA 钢快速离子渗氮的X射线衍射分析

分析了２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ钢经常规离子渗氮和快速离子渗氮后氮化表层的物相组成;研究了快速离子渗氮后时效温度与物相的关系。     

Ti-47．5Al-2．5V-1．0Cr注射成形

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(原子分数,%)气雾化预合金粉末为原料,采用粉末注射成形工艺制备了TiAl合金材料,研究了该TiAl合金脱脂工艺对脱脂坯碳氧残留量和组织的影响规律及烧结工艺对烧结体显微组织、密度和压缩性能的影响规律. 结果表明:在脱脂温度600℃、保温时间为1h和真空脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂,坯体中残余碳氧含量(质量分数)分别为0.059%和0.12%;脱脂温度从600℃升到1000℃,粉末由枝状组织转变为近γ组织;烧结温度在1410～1450℃,保温时间在1h以内,烧结体可以快速致密化;在1450℃保温30min,烧结体相对密度可以达到95%,烧结体的抗压强度为2105MPa,压缩率达到30.9%,接近铸态合金力学性能;随烧结温度升高,烧结体中的γ相逐渐减少,组织由近片层组织逐渐转变为全片层组织.     

2Cr13钢离子渗氮疲劳缺口敏感度非真实性的讨论

离子渗氮提高２Ｃｒ１３钢光滑和缺口疲劳极限的幅度与疲劳薄弱环节出现的位置有关，渗氮处理提高缺口试样的疲劳强度更加有效，用主要取决于心部性能的光滑疲劳极限和主要取决于渗氮层性能的缺口疲劳极限，计算得到的疲劳缺口敏感很小，具有非真实性，文中给出了真实性强的合理估算值，并提出疲劳缺口敏感度真实与否的判断原则，该原则也适用于其它的表面强化处理。     

离子渗氮自动控制系统的设计

给出了基于单片机的等离子体渗氮工艺自动控制系统的设计方案,该系统由PIC单自机、AI智能仪表及脉冲电源等组成,对该系统组成部分的功能和监控程序设计作了详细地说明,该系统实现了对等离子体渗氮工艺的自动控制,为现行离子渗氮的设备发行和该工艺的技术进步将起到重要的作用。     

25Cr2MoVA钢快快速离子渗氮的X射线衍射分析

分析了２５Ｃｒ２ＭｏＶＡ钢经常规离子渗氮和快速离子渗氮后氮化表层的物相组成;研究了快速离子渗氮后时效温度与物相的关系。     

α状态离子渗氮层中的氮化物形貌和元素分布

利用离子探针,电子探针等现代测试手段,研究了40Cr,35CrMo和38CrMoAlA钢分别经离子氮化和气体氮化处理后的试样离子氮化层中的氮化物形貌和元素氮、碳、铬、钼、铝的分布,为深入研究α状态渗氮层组织结构与磨损机理,提供了一定的理论依据;同时也为新的氮化钢种的研制和氮化工艺的选择与控制提供了重要信息。     

不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度硬度的关系

通过对不锈钢21－4N在不同温度,不同保温时间下离子氮硕共渗处理,检测其渗层厚度,表面硬度,并根据相应的温度,时间,渗层厚度及表面硬度值描绘出关系曲线,从而阐述不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度,硬度之间的关系。     

Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd 合金的微观组织和拉伸性能

针对变形量达86%的锻造Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd(原子分数,%)合金,对其进行热处理获得近层片组织,研究变形合金及其近层片组织的微观组织特征,并进行了室温、700℃和800℃拉伸实验.组织观察发现,近层片组织由层片团、分布于层片团界的β相以及弥散分布于基体的椭圆状Gd析出物组成.层片团的平均尺寸为40μm,层片组织、β相和Gd析出物的体积分数分别为93.73%、5.25%和1.02%.拉伸结果显示,室温下合金试样的平均抗拉强度为865MPa,平均延伸率可达4.17%,700℃时其平均抗拉强度和延伸率分别为643MPa和22%.Ti-44Al-5V-1Cr-0.3Ni-0.1Hf-0.15Gd合金不仅具有与高β相TiAl合金相当的塑性变形能力,且室温塑性也得到显著提高,这主要归因于β相体积分数的下降和Gd化合物对微观组织室温塑性的贡献.     

Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金的压缩超塑性

对Ti24Al14Nb3V05Mo合金的超塑压缩变形行为进行了研究·结果表明,该合金的最佳超塑温度为980℃,最佳应变速率范围为(2×10-4～2×10-3)s-1·在超塑变形过程中,条状O相和α2相中发生了动态再结晶和等轴化过程;B2相中发生了动态回复·新形成的硬相等轴晶粒可在软的基体中滑动和转动,造成的应力集中由B2相中的位错运动松弛·     

Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金热加工图及其组织演变

采用热模拟试验机对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金进行等温压缩试验,获得变形温度为750~900℃和应变速率为0.001~1 s 1时的真应力真应变曲线,并运用修正后的试验数据建立真应变为0.7的热加工图。通过显微组织观察,分析合金的变形机理,确定热变形失稳区。研究结果表明:Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金加工温度范围较宽,当加工温度低于800℃且变形速率大于0.1 s 1时易发生绝热剪切,造成流变失稳;随着变形温度升高,功率耗散因子η有增大趋势,合金的流动软化机制由动态回复逐渐变为动态再结晶,显微组织也随之细化、均匀。     

Ti-47Al-1.5Cr-0.5Mn-2.8Nb合金高温力学性能应变速率敏感性及机制分析

在温度1123～1273K和应变速率5×10-5～5×10-3s-1范围内,研究了具有复相组织的Ti-47Al-1.5Cr-0.5Mn-2.8Nb合金拉伸性能的应变速率敏感性.发现提高应变速率或降低温度均可使合金的延伸率下降、强度增加,不同温度下拉伸强度与应变速率对数之间存在线性关系;利用热激活理论不仅解释了这一关系,还获得了应变速率方程,指出控制合金拉伸形变的微观机制是原子扩散过程.形变亚结构透射电镜观察证实该微观机制是位错攀移     

Effect of Cr content and cooling rate on the primary phase of Al-2.5Mn alloy

The effect of Cr content and cooling rate on the microstructure of Al-Mn alloy was studied using well resistance furnace melting, and the alloy was analyzed using scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD). The experimental results showed that adding Cr could significantly improve the morphology of the primary phase in the Al-2.5Mn alloy. Without Cr, the primary phase in the alloy was thick, needle-like, and strip-like structure. After adding 0.2 wt%-0.5 wt% Cr, the primary phase in the upper part of the alloy was gradually fined and reached the best effect at 0.35 wt% Cr. When the content of Cr was 0.5 wt%, the microstructure of the primary phase in the upper part began to coarsen. The bottom of the alloy was a large bulk phase, but still much finer than that without adding Cr. XRD and SEM analysis showed that the precipitation phase at the bottom was mainly Al_(85)Mn_7Cr_8, while the fine microstructure at the top was Al_6Mn and Al_3Mn. The results of the cooling rate experiments showed that the primary phase of Al-2.5Mn-0.35Cr was further refined, and the eutectic microstructure was partly achieved, under air-cooling condition. And when the cooling method was iron die-cooling, the microstructure of the Al-2.5Mn-0.35Cr alloy was changed into a eutectic microstructure.     

Macrosegregation and the underlying mechanism in Ti-6.5Al-1.0Cr-0.5Fe-6.0Mo-3.0Sn-4.0Zr alloy

A novel method for the analysis of composition distribution of titanium alloys over a large area(64 mm × 72 mm) was investigated by exploring the original position statistic distribution based on spark spectrum(OPA-SS) in Ti-6.5 Al-1.0 Cr-0.5 Fe-6.0 Mo-3.0-Sn-4.0 Zr titanium alloy. The results showed that OPA-SS could characterize the distribution of elements in different positions on the titanium alloy. The macrosegregation of Sn was the most pronounced, with a statistic segregation degree higher than 18%; the macrosegregation of Mo followed with a statistic segregation degree of 10%; the macrosegregation of Al and Fe was relatively milder,lower than 8%. The main reason for the macrosegregation state of the as-cast Ti-6.5 Al-1.0 Cr-0.5 Fe-6.0 Mo-3.0 Sn-4.0 Zr alloy can be the solute redistribution during liquid solidification and the diffusion rate of each element in the solid phase.     

Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金本构关系的新模型

本构关系是联系材料塑性变形行为与工艺参数的桥梁,也是用有限元法模拟金属成形过程的前提条件．开发了一个基于神经网络的Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ合金的本构关系模型．首先利用Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｓｔｏｒ－Ｚ型热模拟机等温压缩Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ合金,研究在不同变形温度、变形程度和应变速率等工艺参数条件下流动应力的变化情况．然后用实验所得的热变形工艺参数与性能间的数据来训练具有ＢＰ算法的人工神经网络．训练结束后的神经网络即成为一个知识基的本构关系模型．预测结果和实验结果对比表明神经网络模型具有较高的精度和推广能力．     

Ti-6Al-4V合金在快锻液压机上锻造工艺的计算分析

本文对Ti-6Al-4V合金在快锻液压机上锻造过程中的变形力及变形温度等工艺参数进行了计算;阐述了锻件在快锻液压机上镦粗及拔长过程中的温度变化及锻造回炉加热次数的计算方法,为锻造车间锻造工艺的确定和对锻造工艺更加深入的研究工作提供了参考。     

Ti-18Nb-10Zr-(2, 4, 6)Cr合金显微组织和力学性能的研究

不含有毒元素的β钛合金,具有较低的弹性模量和良好的生物相容性等特点,成为近年来研究的热点。采用电弧熔炼制备Ti-18Nb-10Zr-(2, 4, 6)Cr钛合金,均匀化处理后在室温冷轧,随后在800 ℃固溶1 h后淬火。采用光学显微组织（optical microstructure, OM）和X射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）分析合金显微组织与物相组成,采用维氏硬度计测试合金硬度,采用万能材料试验机进行拉伸测试。结果表明：合金固溶后均显示为单一β相。随着Cr含量的增加,合金的抗拉强度从690 MPa增加到776 MPa,维氏硬度从186增加到235。Ti-18Nb-10Zr-4Cr合金具有较高的强度（699 MPa）、较低的弹性模量（74 GPa）、良好的塑性（19%）和耐磨性,具有良好的生物应用前景。