水溶液沉淀法制备超细球形α-Al_2O_3

以硫酸铝、氯化铝和尿素作为原料,在90℃条件下利用化学沉淀法制备了α-Al2O3粉末,探讨了活性剂PEG和NaCl的含量对颗粒形貌、尺寸和团聚情况的影响。利用XRD、SEM和TG/DSC对样品进行表征,结果表明:聚乙二醇(PEG)可以提高粉体的分散性,由TG曲线可知前躯体为无定形的AlOOH.0.25H2O,PEG的吸附效率为13.2%。前躯体在600℃和800℃煅烧2 h得到无形定的Al2O3和γ-Al2O3,1000℃即转变为α-Al2O3并伴随Na2SO4的特征峰,1200℃完全转变为α-Al2O3。加入一定量的NaCl能防止α-Al2O3粉末在1000℃高温煅烧时的团聚,[NaCl]=0.05 mol/L时能获得0.5μm的分散较好的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]=0.1 mol/L时能获得大量纳米尺寸的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]≥0.15 mol/L时,α-Al2O3颗粒团聚严重。

微波辅助燃烧合成FeCoNiCuAl高熵合金的组织与性能

基于高熵合金的成分设计理念,利用铝热反应机制,以氧化物粉末为原料,采用微波辅助燃烧合成法,制备了块体FeCoNiCuAl高熵合金,试验了一种高熵合金制备的新方法。研究了该合金的微观结构和性能,结果表明:该合金的组织是典型的树枝晶;该合金具有简单的体心立方和面心立方结构;Fe、Co、Ni、Al四种元素分布比较均匀,Cu倾向于偏聚在枝晶间;该合金显示出良好的室温压缩性能,其压缩屈服强度、压缩断裂强度和极限塑性应变量分别达到了1 116MPa、1 312MPa和11.4%;其显微硬度为517HV。

脉冲TIG增材修复TB6钛合金组织和性能优化

采用脉冲钨极惰性气体保护焊(TIG)增材制造技术对TB6钛合金进行缺陷修复,研究工艺参数(脉冲电流和脉冲时间)和热处理对修复后TB6钛合金微观组织和力学性能的影响,以确定最佳的热处理工艺参数。结果表明:在脉冲电流为50 A,脉冲时间为40 ms时,修复状态下TB6钛合金的力学性能相对较好,抗拉强度为1113 MPa,伸长率为5.26%。对样品依次进行固溶和时效热处理,在不同温度(740,760,780℃)下固溶2 h后,初生α相逐渐溶解,而β相生长并均匀分布在基体中。水淬后,β相的生长受到抑制,β晶粒内析出针状的斜方马氏体α''相,导致抗拉强度下降,伸长率显著提高。在不同时效温度(500,520,540℃)下保温8 h,α''相不断生长,逐渐转变为等轴晶粒,力学性能显著提高。在780℃/2 h WC+520℃/8 h AC条件下获得最佳的组织和力学性能,抗拉强度为1119 MPa,伸长率为7.36%。

3D打印C-PEEK的仿生结构设计和力学行为分析

为了分析3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料的力学行为,探索最优工艺参数进行仿生结构设计,研究了碳纤维含量、打印喷头温度、平台温度、切片层厚度、打印速度、填充度、填充直线角度、填充形状、热处理温度及保温时间等多个工艺参数下,3D打印C-PEEK的力学性能演化规律。结果表明:含10 wt.%碳纤维的C-PEEK拉伸性能最好,并且最佳的3D打印参数为:打印喷头温度440℃、平台温度130℃、切片厚度0.2mm、填充度100%、90°直线填充、打印速度40mm/s、保温腔90℃。此外,根据最佳3D打印参数设计兼具蜂窝多孔和Bouligand旋转夹层的仿生结构,开展抗压强度测试并进行压溃行为分析,发现当层间旋角为30°时对应的蜂窝-Bouligand仿生结构的抗压强度可达24.1 MPa,且具有优异的非灾难性断裂特征。

3D打印C-PEEK复合材料的摩擦磨损性能研究

为探究不同工况条件下碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料制件的摩擦与磨损性能,通过熔融沉积3D打印进行高精度C-PEEK复合材料制件,采用对置往复摩擦磨损试验机对不同配对副、外加载荷、滑动速度、接触时长和温度条件下的C-PEEK样件进行分析。结果表明,随着接触时长、滑动速度以及外加载荷的增加,C-PEEK材料的磨损量虽然会有所提升,但摩擦系数总体均维持在0.3及以下,具有较好的耐磨性。在滑动速度为15mm/s、载荷为30MPa、试验时长为1h时,随温度的升高,C-PEEK材料磨损量也会增大,但摩擦系数逐渐减小。此外,温度为200℃时GCr15钢球+C-PEEK摩擦副间的摩擦系数可低至0.15,展示了C-PEEK复合材料良好的摩擦磨损性能。

热处理工艺对QAl10-3-1.5铝青铜组织及性能的影响

制造业高质量发展的需求,使进一步提高QAl10-3-1.5铝青铜的耐磨、耐腐蚀性能成为必然趋势。通过研究固溶、时效、深冷处理工艺对组织和性能的影响规律,对QAl10-3-1.5铝青铜热处理工艺进行了优化:固溶温度890℃,保温时间2 h;时效温度300℃,保温时间4 h;深冷处理温度-196℃,保温时间0.5 h。固溶时效处理后合金组织以β'相为主,κ相弥散分布,抗拉强度可达到751 MPa;深冷处理后晶粒内部形成较多的位错,提高了材料的致密度,硬度可达到182 HBW。

不锈钢475℃脆及其影响分析

不锈钢在450~550℃温度范围内长时间加热,其冲击韧性会显著下降,这种现象称为475℃脆。分析475℃脆的特点及成因,介绍了几种典型不锈钢材料的475℃脆,并探究了热处理温度对其冲击韧性和耐腐蚀性的影响。另外,不锈钢475℃脆后零件易发生应力腐蚀开裂而失效。

1Cr17Ni2马氏体不锈钢钣金零件抗腐蚀性能工艺研究

针对1Cr17Ni2马氏体不锈钢钣金零件在制造过程中表面发黑锈蚀等问题,开展了原材料冶炼成分控制、真空退火工艺,零件热处理、成型工艺等试验,通过进行δ-铁素体含量、显微硬度、金相组织的分析检测,制定了工艺优化措施。结果表明,控制Cr和Ni化学成分、采取真空退火工艺、真空气淬热处理工艺、新增磁力抛光等措施,提高了零件的表面抗腐蚀性能。

1Cr17Ni2不锈钢热处理工艺及性能研究

1Cr17Ni2钢的原材料成分及热处理工艺影响着材料的综合力学性能,通过控制化学成分、优化热处理工艺参数等,可获得优良的综合性能。研究表明,原材料中的残余δ铁素体数量将直接影响零件的最终性能,在不同的热处理工艺条件下,碳化铬析出相的数量存在差异,从而导致冲击韧性的起伏;并通过实例给出了能同时使1Cr17Ni2钢获得高强度和高韧性的热处理方法。

W18Cr4V高速钢热处理工艺和性能研究

W18Cr4V高速钢的热处理工艺影响材料的综合力学性能,本文研究预备处理、热处理工艺参数对显微组织和硬度的影响,结果表明:采取多段预热、1275℃淬火、580~620℃分级冷却、560℃三次回火保温60 min,能获得碳化物弥散分布的回火马氏体组织及优良的力学性能,对工业化生产和学术研究具有重要意义。

热处理炉炉温在线诊断工艺技术研究与应用

针对热处理炉炉温控制,进行了热处理炉炉温在线诊断技术研究。通过设计制造工装、实施标识目视化管理,同时借助数字化巡检系统的温度数据采集和偏差自动分析等功能,实现了热处理炉炉温实时监控测量和数字化管控,有效提升了炉温测量水平,确保了热加工过程的可控性。热处理炉炉温在线诊断技术是未来热加工及计量领域的重要发展趋势。

铝青铜QAl10-4-4热处理工艺性能研究

为了提高航空铝青铜QAl10-4-4材料的机械加工及使用性能,对热轧状态铝青铜QAl10-4-4进行热处理工艺试验,通过硬度检测和金相组织分析,优化了工艺参数。当布氏硬度要求250~300HBS时,采用900℃固溶和430~530℃时效,可获得最佳的力学性能和金相组织。为制定铝青铜QAl10-4-4的热处理工艺提供了重要依据。

纯铝合金化学铣切工艺研究

化学铣切已经成为航空零件成形的可靠加工方法,尤其是在加工直升机垫片等装配零件时要比传统的机械加工方法更优越。本文对纯铝板1035和8A06非包铝经化学铣切后的性能进行研究,通过对尺寸、粗糙度、力学性能、金相组织和断口形貌分析,认为目前的化学铣切工艺能满足直升机零件的设计制造要求。

马氏体不锈钢真空热处理表面质量优化研究

本文针对马氏体不锈钢在真空热处理过程中表面出现氧化增碳的问题,开展了钝化、机加工、热处理、设备选型等方面的工艺试验,通过进行力学性能、金相组织、外观质量的分析检测,制定了工艺优化措施。预留机加余量、采用真空清洗、优化热处理工艺、加严设备监管等措施,改进了马氏体不锈钢零件表面质量,实现了光亮热处理。

30CrMnSiA钢回火脆性控制与预防技术研究

本文选取含Cr、Mn、Si元素的30CrMnSiA合金结构钢进行热处理工艺试验,通过分析检测力学性能、金相组织和断口形貌,确定了回火脆性温度区为460~620℃。采用空冷或更快的冷速能有效抑制和预防回火脆性,不会降低冲击韧性值,但不论何种冷却速率,540~580℃回火均会引发有害的脆性;新的工艺能有效抑制并预防回火脆性,具有学术价值和应用潜力。

TC4钛合金激光增材修复工艺及性能研究

激光修复工艺可实现TC4关键零件失效后的增材再制造及延寿使用,将大大缩短生产周期、降低制造成本。开展TC4钛合金激光修复多参数工艺试验,研究了激光功率、扫描速度、送粉速率、搭接率对修复表面形貌、抗拉强度的影响。在激光功率2400 W、扫描速度240 mm/min、送粉速率16 g/min、搭接率45%时,可以获得良好的力学性能及表面质量的修复层,试样的抗拉强度优于TC4基体的。分析了修复区的金相组织及断口形貌,其拉伸断口均表现为塑性断裂;金相组织观察结果表明,基体与修复区平滑过渡,具有良好的冶金结合。

筒状零件表面喷丸强化工艺研究

本文介绍了筒状零件喷丸强化工艺过程,通过对喷丸旋转方式、弹丸规格、喷丸压力、弹丸流量及进给速度等参数进行优化,同时采用分段喷丸工艺方法,在满足喷丸强度和覆盖率的基础上,保证了零件的尺寸精度和使用性能,为类似筒状零件的表面喷丸强化提供了经验参考。

CrWMn模具钢固溶-循环相变双细化工艺研究

固溶-循环相变双细化处理能够有效细化晶粒,使CrWMn模具钢在保证其足够强度的前提下兼具一定的韧性,提升使用寿命。研究了循环相变次数、奥氏体化温度等因素对CrWMn钢抗拉强度、硬度、冲击韧性、晶粒度的影响。通过金相组织观察分析了高温固溶处理、循环相变工艺对Cr WMn模具钢晶粒细化的作用。结果表明:经预处理(高温固溶处理后循环相变4次),在合适的奥氏体化温度下,CrWMn模具钢能获得较好的综合力学性能。

晶粒尺寸影响金属钝化行为的研究进展

晶粒尺寸能够显著影响金属材料的力学性能、腐蚀特性及失效行为,其对腐蚀特性及失效行为的影响通常来自于对金属钝化行为的影响。本研究综述了晶粒尺寸对钝化膜化学性质、结构、半导体性质以及钝化膜生长/破坏行为的影响作用,在致钝环境中,晶粒尺寸的减小增加了晶界密度,加快了钝化膜的生成及修复速率,同时降低了钝化膜中的缺陷密度。晶粒细化增强了钝化膜稳定性,有利于金属耐蚀性的提高。

化学铣切对6A02薄铝板性能的影响

6A02铝合金薄板在直升机上应用较广泛,有时需进行化铣。通过采用尺寸测量、拉伸性能检测、金相分析等手段,研究了化铣对6A02铝合金薄板厚度、表面质量、力学性能和显微组织影响。结果表明,化铣可将薄板厚度铣削变薄;溶液中的Na_(2)S与三乙醇胺共同作用,可降低合金元素与Al形成的电偶腐蚀作用,使薄板表面质量改善;合金析出相的电化学性质与基体无明显差异,不会引起合金晶间腐蚀缺陷,对薄板的力学性能和显微组织无明显影响。可采用化铣对6A02薄铝板进行加工。