GH4742高温合金热变形过程中动态再结晶动力学研究

为研究GH4742高温合金在热变形过程中的动态再结晶行为,对GH4742高温合金进行了等温压缩实验,研究了变形温度为1050~1140℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)、应变为0.18~1.20下的动态再结晶行为,定量分析了各变形条件下试样的显微组织,确定了不同变形条件下的动态再结晶分数。利用经典的动力学和晶粒尺寸模型,建立了GH4742高温合金的动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明,不同变形条件下拟合的动态再结晶动力学曲线均呈“S”型,在较低和较高应变时动态再结晶分数的增长率都很低,而在中等应变时,动态再结晶分数的增长率明显增加。再结晶晶粒尺寸随着温度和应变的增大而增大,随着应变速率的增大而减小。依据所建立的动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸模型,不仅可以为高温合金热加工过程显微组织演化模拟提供参数输入,还可以为优化工艺,进而获得组织均匀的显微组织提供理论依据。

半浸式钢管淬火工艺及装置研究

针对钢管外淋内喷式淬火和槽内淬火存在的淬透能力不足以及淬火均匀性差等问题,提出了“外淋+内喷+半浸+旋转”的淬火工艺并研发了相应的装备。该工艺装备的核心部件是半浸装置。半浸装置主要由半浸槽、旋转装置和翻料钩组成。半浸式钢管淬火工艺能够满足不同壁厚的各种钢管的淬火需求,增强钢管淬火后的整体性能,为钢管制造业带来显著的经济效益。

旋转摩擦焊铝-铜接头的显微组织与力学性能

利用旋转摩擦焊工艺实现了1070纯铝与T2纯铜的连接。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪对接头组织和铝-铜界面进行观察分析,并对相同工艺旋转摩擦焊的两块铝-铜接头进行锻压和弯曲试验。结果显示:1号和2号试样在弯曲过程中分别断裂于铝-铜界面和铝侧母材。两种试样的铝-铜界面均未观察到明显的金属间化合物。1号和2号试样铝-铜界面处分别存在宽约1.8和2.7μm的元素过渡区。较宽的元素过渡区可提高铝-铜界面结合强度,较窄的元素过渡区是1号试样在弯曲过程中界面断裂的主要原因。因此,应严格控制旋转摩擦焊的工艺稳定性,以提高焊接接头的弯曲性能。

电镀参数对电沉积Sn-Ag-Cu合金镀层的影响

采用自主研发的甲磺酸锡银铜电镀液在黄铜基体上制备了Sn-Ag-Cu合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)分析了电镀工艺参数对Sn-Ag-Cu合金镀层的成分、表面形貌以及镀层厚度产生的影响。结果表明,当电流密度为4 A/dm^(2)、温度为25℃及pH为5.5时,可获得结晶较细且致密,表面平整光亮且厚度均匀的Sn-Ag-Cu合金镀层。

降低热镀锌产品锌锭超标耗率的研究

通过对热镀锌产品锌锭超标耗率影响因素研究,着重从锌层厚度控制、锌渣产生控制和工序成材率控制等3个方面进行分析研究,制定有效的应对措施,最终总结形成降低热镀锌产品锌锭超标耗率的控制方法。

6082铝合金轧制板材截面分层异色机理研究

6082T6铝合金板材截面(RD-ND面)腐蚀后呈现分层异色现象,通过金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪等手段,研究了板材截面不同区域的微观组织及力学性能。结果表明:腐蚀后6082T6铝合金截面表层、次表层、中心层呈现明暗不同的色泽。由于腐蚀后在表面层和中心层上形成的黑色凹坑面积占比较小,导致粗糙度低于次表层,从而具有较高的镜面反射率。与次表层相比,中心层的抗拉强度略有降低,断后伸长率显著增大,是因为中心层长条状晶粒尺寸较大,且第二相颗粒数量少。

RX气+天然气渗碳工艺优化设计研究

目前RX气+天然气渗碳工艺在国内推广较晚,对其工艺设计研究较少。为验证该渗碳工艺在军品零部件上的适用性,并实现工艺过程和渗碳产品质量可控,研究了典型渗碳材料在RX气+天然气气氛下渗碳后的渗层和心部微观组织、渗层均匀性、渗层硬度梯度以及淬火后的硬度均匀性等情况。研究表明,通过对RX气+天然气气氛下渗碳工艺过程研究,材料为20Cr2Ni4A的试样在RX气+天然气气氛下渗碳微观组织能够达到一级水平;渗层均匀性在满足标准的前提下实现了提升;渗碳层与基体之间的过渡层碳浓度梯度平缓,硬度均匀性较好,该工艺可适应于普通耐磨要求的渗碳件,但由于硬度很难达到60 HRC以上,因此,不建议60 HRC以上硬度要求的零件采用该渗碳工艺。

硬铬层表面点状渗油原因分析及控制方法

活塞杆硬铬层气密性问题,是长期困扰航空制造业和使用单位的技术难题。针对某型号飞机起落架缓冲器活塞杆硬铬层表面出现点状渗油,从电镀硬铬机理进行了分析,指出了微裂纹是硬铬层的固有特性,当微裂纹贯通形成穿透性裂纹时,活塞杆在气密试验或使用过程中,气体会通过铬层网状裂纹或气孔由内腔泄露到外部,出现铬层“冒汗”现象,表现为铬层表面出现点状渗油。分析了铬层点状渗油的影响,明确了对气密性检查合格的产品,使用过程中活塞杆铬层表面即使出现点状渗油,也不会引起泄压,不影响起落架的正常性能和使用,仍可按现有要求进行使用和维护的观点。同时,为了控制铬层表面出现点状渗油问题的出现几率,从消除或减少铬层贯通性裂纹(治本)和对铬层采用金刚石碾压、喷丸、憎水和封孔等后处理方法(治标)两个方面进行了研究,均取得了较好的应用效果,对提高镀硬铬零件的气密性,具有一定的指导借鉴作用。

化学镀制备高耐蚀耐磨Ni-P-SiC复合镀层

研究了Ni-P-SiC复合镀层的制备工艺和性能以及SiC含量对镀层性能的影响。采用Taber试验机对Ni-P-SiC复合镀层的磨损性能进行了测试,并用VHX-100型三维视频显微镜对磨损形貌进行了观察,分析了复合镀层的磨损机理。结果表明:SiC颗粒的加入能有效地降低摩擦副之间的犁沟效应及摩擦表面发生粘着的面积,从而减少镀层的磨损。采用电化学实验等手段研究了Ni-P-SiC复合镀层的耐蚀性能。当复合镀层均匀一致,能起到一个良好的屏蔽作用时,耐蚀性十分优异;而镀层缺陷的存在将导致耐蚀性能降低。

新的多孔泡沫镍制备工艺

针对目前泡沫金属制备方法的缺点,提出了一种泡沫金属制备的新方法——电解液喷射沉积法。研究了喷射沉积制备泡沫镍的工艺,自行研制了试验装置,制备了具有不同孔隙率的泡沫镍试样,分析了相关工艺参数（电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等）对泡沫镍微观结构的影响。结果表明：采用相对较低的镍离子浓度配方Bath A对制备均匀致密的枝晶多孔结构有利。随着电流密度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐降低;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增加。总体上采用电解液喷射沉积法制备的泡沫镍的孔隙率在30~70%之间。

喷射电沉积Co-Ni纳米合金沉积层的组织和性能

用高速喷射电沉积法快速制备了块体纳米晶Co-Ni合金,研究了喷镀工艺参数(主盐浓度、电解液喷射速度和电流密度等)对沉积层成分、微观组织结构及性能的影响。结果表明:提高喷射电沉积电解液的搅拌强度能有效减小扩散层的厚度,使电沉积在较高的极限电流密度下进行,提高沉积速度。极限电流密度的增大使阴极过电位增大,从而提高合金的形核速率,使沉积层晶粒的尺寸减小、显微硬度升高。随着电解液中Co^(2+)含量的增加,沉积层中Co含量增加,导致沉积层相结构由单相α-Co(Ni)转变为α-Co(Ni)和ε-Co(Ni)双相组织,并使表面的形貌发生明显的变化。

喷射电沉积Ni-Al_2O_3纳米复合镀层的组织及性能

利用喷射电沉积工艺制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米Al2O3颗粒添加量、阴极电流密度以及电解液喷射速度对复合镀层中纳米颗粒含量的影响,采用扫描电镜(SEM)以及X-射线衍射仪对复合镀层的微观形貌进行了分析,研究了复合镀层中纳米颗粒含量对其显微硬度、结合强度、耐腐蚀性的影响。结果表明,镍沉积层具有纳米晶微观结构,平均晶粒尺寸约为50nm;纳米Al2O3颗粒在沉积层中的含量可达12.2at%;随Al2O3含量的提高,镀层显微硬度逐渐提高,结合强度和耐腐蚀性先提高后有所降低。

LY12铝合金三价铈盐溶液中成膜工艺

利用浸渍法在LY12铝合金表面获得了金黄色的铈转化膜 ,确定了常温稀土 (铈 )化学转化膜成膜工艺。应用电化学方法和浸泡试验研究了铝合金铈化学转化膜的成膜动力学及转化膜在 3.5 %NaCl溶液中的耐蚀性能 ,并与传统的Alodine处理工艺进行了比较。采用表面分析技术分析了膜的成分并观察了膜的微观形貌。结果表明 ,本稀土处理工艺成膜工艺简单 ,成膜速度快 ,耐蚀性能略优于Alodine转化膜 ,能有效地抑制铝合金的点腐蚀。SEM表明铝合金铈转化膜由许多球形颗粒和块状膜构成。EDAX能谱表明 ,铈转化膜主要含有铈、氧和铝 3种元素 ,球形颗粒含有较高浓度的氧和铈。

喷射电沉积制备泡沫镍实验研究

提出了一种制备泡沫镍的新方法——喷射电沉积法。该方法基于高电流密度容易生成多孔枝晶沉积层的原理,制备了具有简单形状的泡沫镍试样。研究了相关工艺参数(电解液成分、电流密度、电解液喷射速度等)对泡沫镍试样的微观结构影响,结果表明:多孔沉积层的孔壁由枝晶构成,孔壁围成了孔洞,孔隙率在30%～70%之间;随着电流密度的增大,泡沫镍的孔隙率逐渐减小;随着电解液喷射速度的提高,泡沫镍的孔隙率逐渐增大。

针状电极电沉积枝晶生长的模拟与实验

采用改进的扩散限制凝聚模型对针状电极电沉积镍枝晶的形状和生长过程进行了数值模拟研究,采用电沉积设备进行了验证性试验。结果表明:实验获得的电沉积实物与模拟得到的粒子簇形貌非常相似,两者的分形维数也很接近,用扩散限制凝聚模型来说明枝晶生长规律是有效的,模型中的模拟参数分别与电沉积参数存在着内在的对应联系;模拟生成的粒子沉积层具有明显的分形结构。

纳米SiO_2对Ni-W-P镀层耐高温高压腐蚀性能的影响

目的提高金属材料在高温、高压、高氯离子腐蚀环境下的耐蚀性。方法采用化学镀法在L245表面制备Ni-W-P镀层和Ni-W-P-nSiO_2复合镀层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪及贴滤纸法对镀层结构、形貌、硬度及孔隙率进行表征。采用高温高压腐釜模拟现场工况进行72 h均匀腐蚀试验,设置温度为150℃、压力为35 MPa,利用失重法计算腐蚀速率。结果 Ni-W-P镀层和Ni-W-P-nSiO_2复合镀层均为非晶态结构,扫描电镜形貌观察表明三种镀层表面均为胞状组织,吸附在基体表面的纳米二氧化硅作为形核核心,使Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的组织更细小。添加纳米二氧化硅的复合镀层的孔隙率从添加前的1.24减小到0.83。磁力搅拌和超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的硬度分别为491.6HV和421.7HV,较Ni-W-P镀层的384.5HV分别增加了107.1和37.2HV;磁力搅拌及超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的腐蚀速率分别为0.0552 mm/a和0.0371 mm/a,是Ni-W-P镀层腐蚀速率(0.1075 mm/a)的1/2和1/3。腐蚀后表面成分分析表明,超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的表面腐蚀产物为Ni_3S_2,能有效保护基体。结论超声辅助Ni-W-P-nSiO_2复合镀层的耐蚀性相比Ni-W-P镀层显著提高。

电刷镀表面预处理工艺研究

通过改变工作电压和活化时间,对45钢进行2号、3号活化液反接活化,采用表面形貌观察和金相分析的手段评价电净、活化的效果。研究结果表明:采用工作电压14 V、电极相对速度17 m/min、处理时间60s的电净工艺,效果较好;2号活化液最佳活化工艺规范为工作电压14 V,活化时间20 s;3号活化液最佳活化工艺规范为工作电压18 V,活化时间80 s。

基于非线性有限元技术的淬火温度、组织和应力耦合分析

提出了淬火过程温度、组织和应力/应变之间耦合关系的处理方法,开发了淬火工艺有限元模拟软件。建立了适当的有限元模型,模拟了P20钢端部淬火、无内热二维瞬态热传导问题和1080钢棒淬火工艺。利用SVM和Newman定理得到无内热二维瞬态热传导问题的解析结果,对有限元计算的温度场进行了检验;借助于金相和X射线衍射技术,得到组织场、硬度场和应力场的实验数值,利用实验结果对P20钢端部淬火的组织场及力学性能场、1080钢棒淬火工艺的应力场进行了验证。检验结果表明,有限元分析程序得到的模拟结果与理论值或实验结果相吻合。

多孔泡沫金属制备技术研究现状

介绍了多孔金属制备技术存在的问题,综述了多孔金属制备技术的研究现状和分类,提出了新型多孔金属制备方法—电解液喷射沉积法。并重点介绍了电解液喷射沉积法的原理及特点。

NaH_2PO_2在Pt电极上电化学还原的研究

用循环伏安法研究了ＮａＨ２ＰＯ２在Ｐｔ电极上的电化学行为，结果表明：ＮａＨ２ＰＯ２在０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中在－０．７５Ｖ左右有一个还原峰，其峰值随着ＮａＨ２ＰＯ２的浓度的增加，随溶液的ｐＨ值的降低而增加。