钛合金表面沉积AlTiN涂层的生物摩擦磨损特性研究

采用高度离子化脉冲工艺(H.I.P)在医用钛合金Ti6Al4V表面制备AlTiN涂层;在摩擦磨损试验机上测试了涂层在37℃的模拟人体生理血清液润滑条件下的摩擦磨损性能,并与之和未经涂层的Ti6Al4V合金作比较,、结果表明,相同条件下,经沉积AlTiN涂层的试样磨损量仅为基材的1.2%,摩擦系数仅0.007,表现出良好的抗磨损特性;并用SEM、EDS、XRD等,对涂层的生物摩擦磨损性能进行了分析。

Ti6Al4V-AlTiN涂层材料的急性毒性试验

背景:AlTiN陶瓷涂层具有高硬度、优良的摩擦磨损性能、良好的化学惰性和附着力强的特点,非常符合生物陶瓷的特征。为能够进入临床安全使用,需全面评价AlTiN涂层的急性毒性。目的:对Ti6Al4V-AlTiN涂层材料进行急性毒性试验研究,为长期毒性试验和其他毒理学试验提供参考依据。方法:将小鼠左右两侧股四头肌内无菌操作一次注入受试样品Ti6Al4V-AlTiN涂层材料,观察注入受试样品后14d动物全身情况及注射局部反应情况,试验中设置生理盐水作为阴性对照。结果与结论:小鼠两侧股四头肌内一次注射受试样品,观察14d后,受试样品各组动物体质量增长与阴性对照组差异无显著性意义。饮食、外观、分泌物、排泄物、呼吸、中枢神经系统及四肢活动无异常、注射局部无充血、红肿、无动物死亡情况及中毒现象。

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度涂层的组织与性能

在 4 0Cr调质钢表面采用宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层 ,对涂层组织和性能进行了测试分析 。

拉丝机导轮材料激光强化后的摩擦磨损性能

对拉丝机导轮材料QT500-7球墨铸铁激光强化后在屏显式摩擦磨损试验机上进行了摩擦磨损试验,并从激光强化后的组织变化分析了性能提高的原因。结果表明,表层微熔区形成的类白口组织对硬度及耐磨性贡献最大,热影响区形成了隐晶马氏体和残余奥氏体,石墨球周围出现的马氏体壳组织对提高耐磨性也有利。

断口轮廊迹线法测定玻璃/环氧复合材料断面粗糙度

运用轮廓迹线法测定了玻璃/环氧复合材料三点弯曲试样断面轮廓线粗糙度参数R_L及断裂能与断口表面粗糙度参数R_s的关系,实验结果指出:断面轮廓线粗糙度与填料成份、断裂性质等因素有关,与断裂能呈近似线性关系;韧断时测量值偏小,脆断时偏大,填料成份、断裂机制相同时吻合得好。

高温合金激光表面熔铸Ni基合金涂层热疲劳性能研究

研究了高温合金ＧＨ３３激光表面熔铸Ｎｉ基合金涂层的热疲劳性能。结果表明，每次热循环后，熔铸层中的最终残余应力是残余热应力与组织应力共同作用的结果，经一定次数热循环，涂层组织形貌仍遗传了激光熔铸时的形貌，但枝晶变粗大；多次热循环后，涂层出现蚀坑，且多在涂层与基材接合处出现。涂层疲劳损伤形式为应力腐蚀。

镀锡扩散层的减摩性

镀锡扩散是将钢件镀锡后进行扩散退火。在扩散处理过程中,镀层中的Sn与基体中的Fe等元素原子相互扩散,形成一层与基体牢固结合的相当于多层金属材料的减摩耐磨层。实验证明,此工艺处理的试样其表面硬度,摩擦偶件的摩擦磨损等性能都得到大幅度提高。通过对45、60、40Cr钢和PCuCrMo铸铁等的镀锡扩散实验来研究扩散层的组织性能,以及减摩耐磨层的形成过程,提出减摩耐磨层的模型,并对其减摩耐磨特性从机理上进行了探讨。

稀土含量对激光表面熔铸涂层组织的影响

用ＩＡＳ－ ４ 图像分析系统定量地测定了高温合金激光表面熔铸Ｃｏ 基合金涂层添加不同稀土含量的组织中二次枝晶间距变化，并对其影响规律作了定性分析。

NiTi SMA电沉积电流密度对耐蚀性的影响

系统研究了在不同电流密度下阴极电沉积法制得的Ti-O膜改性膜的表面形貌及耐腐蚀性能。得出在电流密度5 mA/cm2下阴极沉积得到的Ti-O膜非常均匀致密,有较小的裂纹;但电流密度为20mA/cm2下沉积的试样有较好的热力学稳定性和较优异的耐腐蚀性能。

黄铜镀锡扩散层的减摩耐磨性

黄铜镀锡后用热处理方法使镀金属Ｓｎ和母材金属元素Ｃｕ、Ｚｎ等双向扩散，从而改变了镀层成份，强化了边界；形成的多相组织扩散层具有优良的减摩耐磨性能，借助ＳＥＭ、ＥＰＡ、Ｘ－射线衍射等手段从微观结构上对其耐磨特性机理作了探讨。

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在 Ti 6Al 4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明:钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为 Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为 Fe2Ti4O +AlV3,白色颗粒为结晶析出的 Al3V0.333 Ti0.666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为 CaO、CaTiO3 和 HA,灰色相为β TCP及 Ca2Ti2O6,白色颗粒相为 TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0.2。

宽带激光熔覆WC_P/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性

研究了铸造WCP/Ni基合金梯度复合涂层组织与摩擦磨损特性。结果表明,梯度复合涂层与基材实现了良好的冶金结合,涂层内有γ-Ni枝晶组织,γ-Ni+M23C6共晶组织以及凝固结晶析出的M6C、M23C6、M7C3等块状或条状组织;随着铸造WCP体积分数的增加,复合涂层摩擦系数减小,耐磨性增加。19-4试样的耐磨性最高值为4.61,是基材的3倍以上。梯度涂层的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损的复合作用。

宽带激光熔覆工艺参数对梯度生物陶瓷复合涂层组织与烧结性的影响

采用宽带激光熔覆技术,在T i-6A l-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,并研究了宽带激光熔覆工艺参数对梯度生物陶瓷涂层显微组织与烧结性的影响。结果表明:当光斑尺寸D、扫描速度V不变时,随着输出功率P的增加,生物陶瓷涂层的致密度逐渐下降;随着输出功率P的增加,生物陶瓷层中的孔隙率逐渐增大。当P=2.3 KW时,生物陶瓷层中组织致密,孔隙率低(5.11%),当P=2.9 KW时,生物陶瓷涂层组织致密度差,孔隙率高达21.32%。生物陶瓷涂层显微硬度分析表明,P=2.3 KW时,显微硬度最高值约为1 100 HV。本实验条件下,宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层的最佳工艺参数为P=2.3 KW,V=145 mm/m in,D=16mm×2mm。

微量稀土Ce对Al-Cu5合金组织和力学性能的影响

制备了稀土Ce添加量分别为0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的Al-Cu5合金。通过金相显微组织分析和力学性能测试,研究了微量稀土Ce对Al-Cu5合金铸态及相同热处理后的显微组织和力学性能的影响。结果表明:相同热处理条件下,稀土对铝铜合金组织性能的影响取决于它对铸态组织结构的影响,当稀土添加量为0.10%Ce时,稀土对Al-Cu5合金熔体的净化、细化和微合金化综合效应显著,铝合金铸态及热处理后的抗拉强度和伸长率同时达到最大值,分别为180.1 MPa、8.8%和387.4 MPa、7.9%。此时,铸态组织中呈黑色点状分布的析出相较少,大小较均匀,树枝状的共晶组织变得分散,且短而薄。

铝和氮对薄板钢淬透性的影响

引言 钢中铝含量对淬硬性有深刻影响,例如,经碳氮共渗的含铝低碳钢获得马氏体组织的冷却速度几乎是同类沸腾钢的两倍。传统生产沸腾钢都是采用铸锭工艺,近十几年来,铸锭工艺几乎已完全被连续铸造工艺取代,而连续铸造是不适用于沸腾钢的。

高温合金激光熔覆涂层中裂纹防止方法的研究

高温合金激光熔覆铁基合金过程中容易在涂层与基材的结合处形成缺陷和开裂。通过选择合理的涂层合金配方及工艺参数 ,增设韧性良好的过渡层 ,并加入2wt%的稀土氧化物 ,获得了无裂纹缺陷 ,显微组织均匀 ,并具有硬度平缓过渡的优质熔覆层。

NiTi合金表面电化学氧化制备TiO2膜

采用恒电流阳极氧化法在NiTi形状记忆合金(SMA)表面制备完整致密且耐腐蚀的TiO2膜。通过对NiTi SMA和纯Ti在稀HCl中的动电位阳极极化曲线的分析,得到了选择性脱Ni阳极氧化电流密度工艺参数。试验采用稀HCl体系,以该工艺参数进行阳极氧化处理5min,在NiTi SMA表面制备出了完整致密的TiO2膜,并进行了其表面的SEM、XRD、XPS分析和NiTi SMA表面处理前后在模拟唾液fusayama中的对比腐蚀试验测试。结果表明:经阳极氧化处理的NiTi SMA表面形成了十几纳米厚的TiO2膜,且其耐蚀性有明显的提高。

Ti6Al4V-AlTiN涂层材料在模拟生理环境中的耐蚀性能

目的:通过电化学腐蚀实验和浸泡实验对AlTiN涂层进行耐蚀性能检测,评价其作为一种新型生物材料的可行性。方法:实验于2006-06/08在贵州省材料结构与强度重点实验室完成。AlTiN涂层的制备:采用高度离子化脉冲工艺(H.I.P)在医用Ti6Al4V合金表面沉积AlTiN涂层。实验评估:①运用电化学腐蚀方法对Ti6Al4V-AlTiN涂层材料在模拟人体生理环境中的耐蚀性与Ti6Al4V合金进行对比,光学显微镜下观察Ti6Al4V-AlTiN涂层材料的表面形貌。②借助等离子发射光谱仪检测化学浸泡实验后的溶液中Al,V离子含量,EPMA-1600电子探针观察Ti6Al4V-AlTiN涂层材料的表面形貌。结果:①电化学腐蚀实验:Ti6Al4V-AlTiN涂层材料电流密度在-0.4～0.25A/m2基本处于钝化状态,Ti6Al4V合金在电位为0.5V时电流密度陡然增加,其氧化膜被击穿。光学显微镜观察Ti6Al4V合金表面凹凸不平,有不均匀氧化膜存在;Ti6Al4V-AlTiN涂层材料表面较为均匀,表现出更好的耐蚀性。②化学浸泡实验:Ti6Al4V-AlTiN涂层材料有效地阻止了Al,V离子的释放。化学浸泡7d后EPMA-1600电子探针观察Ti6Al4V-AlTiN涂层材料表面有Ca/P层沉积。结论:Ti6Al4V-AlTiN涂层材料具有一定生物陶瓷材料的耐蚀性能,有可能成为一种新型生物材料。

不同焊条对钢材冷焊修复的影响

通过对3钢种的精密部件进行冷焊修复并分析试样焊接接头,结果表明:从金相显微组织图中发现该区域发生了一定程度的固态相变,其中熔合区和焊缝还获得大量树枝晶和板条马氏体等力学性能较好的组织,同时晶界还弥散分布着碳化物颗粒渗碳体,保证了焊接接头良好的力学性能;从显微硬度曲线得知同种材料冷焊后力学性能最好,M2与CMC-M2冷焊后焊缝硬度高达680 HV,而GCr15与异种钢CMC-M2的冷焊焊缝硬度为600 HV。同种钢材焊条对冷焊的性能差异影响最小。

钢铁镀Sn扩散处理中镀层组织的形成

根据钢铁试样镀sn扩散处理后镀层的显微组织、物相组成及性能等分析,讨论了镀层组织在处理中的形成过程及其原理。试验表明,钢铁试样经镀sn扩散处理时,镀层与基体形成一对扩散偶,其结合转变为扩散结合,镀层由FeSn的白亮层、白色基底及其上的FeSn晶体与液相间包晶反应生成的FeSn_2灰色和黑色暗点以及表面极薄富Sn合金层组成。