AISI 1045钢表面激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的界面特性及摩擦性能

激光熔覆高熵合金涂层摩擦磨损行为的研究主要聚焦在涂层表面,鲜有对熔覆层/基体界面区域的摩擦学行为进行研究。为了提高AISI 1045钢的耐磨性,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢基体表面制备宏观形貌良好、组织均匀的FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)高熵合金涂层。利用OM、XRD、SEM、EDS和摩擦磨损测试仪对激光熔覆FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层的微观结构、物相组成、界面特性和摩擦磨损性能进行研究。通过对FeCoCrNiAl_(0.5)Ti_(0.5)涂层XRD图谱和元素分布分析发现,涂层主要由面心立方(Fe,Ni)相和体心立方相(BCC)形成的共晶组织及其中弥散分布着的NiAl金属间化合物构成。硬度测试表明,从涂层顶部到基体,涂层、稀释区、热影响区和基体的平均显微硬度分别为518±20、561±63、473±81和217±12 HV_(0.2)。涂层/基体界面区域生成了Cr_(23)C_(6),在摩擦过程中会形成一层摩擦层,相比于涂层和基体具有更小的摩擦因数(0.56),磨损率(4.76±0.51×10^(-5)mm^(3)/(N·m))最低,为涂层/界面区域摩擦学行为提供了理论参考。

室温磁致冷技术应用研究进展

磁制冷技术具有结构紧凑、安全可靠、高效和环保等优异特性，是一种具有广阔应用前景新型绿色制冷技术。本文介绍了磁制冷技术的原理、分类及其实现的关键技术，并详细综述了室温磁制冷机的新近研究进展，展望了室温磁制冷技术的商业化应用前景。

致冷机冷冻泵轴断裂失效分析

通过金相分析、断口观察以及力学性能测定等,对致冷机冷冻泵轴断裂失效进行了分析.结果表明,断裂的内因是材料冶金质量低劣,显微夹杂物含量很高,热加工工艺不完善,致使组织均匀性差;外因是泵轴加工质量极差,键槽无圆角过渡,槽面加工刀痕明显引发极大的应力集中.

气门导管断裂失效分析

某电力公司MAN52/55型机组上新换的气门导管在运行约100h发生断裂,为了查明原因,对该导管进行了材料成分、断口、显微组织和硬度等检测分析.结果表明,该导管材质低劣是发生早期低应力脆断失效的内因;变截面退刀槽加工质量的低劣,以及几何尺寸与图纸不符,应力集中是导管早期断裂的直接原因.

划痕法综合评定膜基结合力

用划痕实验探索了综合表征膜基结合力的方法。在瑞士CSM仪器的微划痕测试仪(Micro-Scratch Tester,MST划痕仪)对真空多弧离子镀设备制备的WC-Co/TiN膜基结合力进行划痕实验,系统地介绍了如何利用MST划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力,并用WS-92划痕仪对评定结果进行验证。评定结果表明,单一的声发射图谱或摩擦力曲线不能准确判定膜基结合力的表征值临界载荷,声发射图谱、摩擦力曲线与划痕形貌综合评定临界载荷结果才可信。WS-92划痕仪测量的结果验证了MST划痕仪评定结果的准确性。

激光熔覆裂纹的产生原因及消除方法探究

本文综合国内外研究成果,分析了激光熔覆的影响因素,认为热应力、组织应力和约束应力是产生激光熔覆裂纹的主要因素。文章从材料选择和工艺两个方面剖析了产生熔覆裂纹的内在原因,并从热处理、韧性合金化元素和超声震动三方面探讨了预防激光熔覆裂纹的方法。

厚度对TiN薄膜力学性能的影响

采用电弧离子镀方法制备了不同厚度TiN薄膜,并对其硬度、结合力、残余应力、摩擦磨损特性等力学性能进行了系统性研究,以揭示硬质薄膜厚度对其力学性能的影响规律。结果表明,随着厚度增加,薄膜表面大颗粒增加,膜基界面剪切力增大,薄膜硬度逐渐增加,结合力逐渐下降,摩擦系数略有下降;而薄膜应力沿层深分布趋势基本一致,都呈钟罩形分布;磨损率随薄膜厚度变化不大,即薄膜越厚越耐磨。

室温磁致冷材料及技术的研究进展

本文简要介绍了磁致冷机的基本工作原理 ;回顾了室温磁致冷材料及技术的发展历史 ;概述了具有突破性的最新研究进展。

多弧离子镀TiN薄膜颜色性能的研究

用多弧离子镀技术在3Cr13不锈钢表面沉积TiN薄膜,用扫描电子显微镜和可见光分光光度计研究了大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层颜色性能的影响及其作用规律。结果表明,大颗粒由表面结晶层、中间层和液滴层组成,大颗粒数量较少时不会影响薄膜的颜色性能。增加氮气流量,样品的反射率呈下降趋势,颜色坐标红/绿值a*和黄/蓝值b*增大,明度L*减小,彩度指数C*ab增大,色调角H*ab减小,薄膜颜色由银灰色逐渐变化为深黄色;然而,随着靶电流的增大,色调角H*ab增大,彩度指数C*ab、红/绿值a*和黄/蓝值b*减小,薄膜颜色从深黄色逐渐变为银白色。靶电流的变化改变了膜层中钛和氮的原子比,可对氮气流量的变化起到补偿作用。

铜表面激光熔覆NiCrWB合金的组织结构与耐磨性能研究

采用高能量密度激光重熔NiCrWB喷涂涂层的方式制备熔覆层,用XRD分析熔覆层和喷涂层的物相组成,用扫描电镜和金相显微镜分析涂层和熔覆层组织形貌以及磨损表面形貌.研究了涂层组织形貌、物相组成对涂层耐磨性能的影响,分析了喷涂层和熔覆层的磨损机理.结果表明:对于NiCrWB材料来说,组织结构对耐磨性能的影响要大于硬度对耐磨性能的影响.显微硬度较低的熔覆层由于组织致密均匀,其耐磨性能明显优于组织缺陷较多的喷涂层.通过扫描电镜观察发现,喷涂层的磨损表面出现较多的疲劳裂纹、凹坑、磨粒和较深的磨痕,推断喷涂层颗粒脱落是由于在周期载荷作用下,裂纹在表层和亚表层扩展后连接,使得裂纹包围区域颗粒脱落.而熔覆层中的裂纹是由于磨损表面发生塑性变形而形成的.

马氏体类型及其形成原因的探讨

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观测了9种钢的马氏体形貌。详细地论述了铁合金中,双色束状马氏体(低碳马氏体)、单色束状马氏体(中和高碳马氏体)、蝶状马氏体、透镜状马氏体、粗大薄片马氏体、枝干状马氏体等马氏体类型的形成原因。提出形核和生长激活能是决定马氏体各种形态出现的根源,其中界面能在形核激活能中所占的比例对低碳马氏体和枝干状马氏体的生成起着决定性的作用。认为共格相变产物的最小单元只可能是两种形态:板状和片状。各类马氏体的形核长大的方式也只有两种:1)小角差形核长大;2)孪晶关系形核长大。马氏体形核和长大的基本原则是增大同惯习面平行的界面,尽量减少其它界面。讨论了决定形核激活能和生长激活能的主要因素,对马氏体片状外形和内孪晶的形成提出了新见解;片状马氏体中具有内孪晶并不意味着滑移的临界分切应力超过了孪生临界分切应力;在马氏体中没有进行不均匀切变,产生孪生塑性形变。最后,认为:"马氏体切变理论"不符合马氏体相变的实际;将马氏体的片状外形和内孪晶视为马氏体高脆性的根源纯粹是"马氏体切变说"造成的人为偏见。

镶嵌结构界面金刚石涂层研究进展

对平面结构和镶嵌结构界面金刚石涂层的界面结构特点、受弯曲应力应变时的失效方式进行了分析,指出镶嵌结构界面金刚石涂层是提高膜/基体结合力的有效方法;综述了镶嵌结构界面金刚石涂层的国内外研究现状,并指出了今后镶嵌结构界面金刚石涂层的发展方向。

电镀铬金刚石复合过渡层提高金刚石膜/基结合力

在铜基体上沉积铬金刚石复合过渡层,用热丝CVD系统在复合过渡层上沉积连续的金刚石涂层.用扫描电镜(SEM)、X射线(XRD)、拉曼光谱及压痕试验对所沉积的镶嵌结构界面金刚石膜的相结构及膜/基结合性能进行了研究.结果表明,非晶态的电镀Cr在CVD过程中转变成Cr3C2,由于金刚石颗粒与Cr3C2的相互咬合作用,金刚石膜/基结合力高;在294 N载荷压痕试验时,压痕外围不产生大块涂层崩落和径向裂纹,只形成环状裂纹.

室温磁致冷合金Pr_2Fe_(17-x)Co_x的结构、磁性和磁熵变

在氩气气氛中用熔炼法制备了Pr2Fe17-xCox系列合金,通过粉末X射线衍射和SQUID磁强计研究了样品的结构、磁性和磁熵变.结果表明:Pr2Fe17-xCox系列合金具有菱方Th2Zn17型结构;通过成分微调使其居里温度处在室温附近;Pr2Fe17-xCox系列合金有较大的磁熵变,在低场下的磁熵变是金属Gd的65%～73%,而高场下的磁熵变则为金属Gd的63%～68%;但其成本约为金属Gd的1/10,具有很高的性价比,是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料.

铜表面激光熔覆镍基合金的显微组织与硬度

用超音速火焰喷涂方法在铜基体表面预置一层镍基合金涂层后,再用高功率密度的激光进行熔覆;用OM、SEM、XRD、显微硬度计对熔覆层进行了表征。结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,气孔、夹杂等缺陷明显减少;在熔覆层底部形成了高熔点、高密度钨相带,其显微硬度明显升高;熔覆层与基体的界面处有铜、镍互渗的冶金结合层形成,其厚度约为13μm;熔覆层的显微硬度是铜基体硬度的8倍以上。

TiAlCrN和TiAlCrN/CrN复合膜的微观组织与力学性能

利用离子氮化形成过渡层,通过改变溅射沉积工艺参数,制备了TiAlCrN和TiAlCrN/CrN多层复合膜。采用电子探针(EPMA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪及微米划痕仪等技术表征两种复合膜的成分结构和力学性能。结果表明:两种膜都是面心立方结构,TiAlCrN膜和TiAlCrN/CrN多层膜分别在(111)和(200)面具有一定的择优取向;TiAlCrN膜的结构和成分都比较均匀,而TiAlCrN/CrN多层膜的结构和成分则呈周期性变化。由于离子渗氮层的支撑作用及氮化物外延生长,TiAlCrN/CrN多层膜的显微硬度(3450HV)高于TiAlCrN膜的(2500HV);两种膜都具有较高的膜基结合力,但TiAlCrN/CrN多层膜的综合力学性能比TiAlCrN膜的更好。

用弯曲磁过滤提高弧离子镀TiN薄膜质量

采用弯曲磁过滤真空阴极放电弧离子镀法制备高质量TiN薄膜。用场致发射电子扫描显微镜观察薄膜表面与截面形貌。分析弯曲磁过滤对膜表面质量与晶粒尺寸、膜基结合形态的影响。磁过滤能有效减少大颗粒数量,减小大颗粒尺寸,形成光滑的TiN薄膜表面,细化TiN晶粒,形成结合紧密的膜基结构。

Er_(2-x)Pr_xFe_(17)化合物的结构与磁熵变

较详细地研究了Er2-xCexFe17化合物的结构、磁性和磁熵变.结果表明,轻稀土Ce的掺入虽然没有明显改变Er2Fe17化合物的相结构及其晶格常数,但改变了Er次晶格与Fe次晶格之间的耦合系数,使仍为Th2Ni17型六方结构的Er2-xCexFe17化合物的居里温度可通过成分微调使其处在室温附近.Er2-xCexFe17化合物的λ形(-△SM)-T曲线表明其在居里点附近发生的相变属于二级相变,它使化合物可在较宽温区范围内保持较大的磁熵变.Er2-xCexFe17化合物在x=0.05～0.1范围内具有较大的磁熵变,其在2.0 T和5.0 T外场下的最大磁熵变达到金属Gd的40%～50%,且其化学性质稳定、制冷温区宽、价格低廉,是一类性价比较高、应用潜力较大的新型低场室温磁制冷工质材料.

等离子喷涂制备ZrB_2-SiC涂层及其抗氧-丙烷焰流烧蚀性能

为提高C/C复合材料的抗高温烧蚀性能,利用大气等离子喷涂技术在C/C复合材料表面制备ZrB_2-SiC复合涂层,并对其进行抗高温氧-丙烷焰流烧蚀试验。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对涂层的物相成分、微观形貌等进行检测分析。结果表明:大气等离子喷涂能在C/C复合材料表面制备出均匀致密的ZrB_2-SiC复合涂层,涂覆有ZrB_2-SiC涂层的C/C复合材料分别承受1 600、1 700和1 800℃的氧-丙烷焰流烧蚀300 s后依次增重0.63%、0.76%和0.71%,而烧蚀600s后试样质量烧蚀率分别为9.42×10^(-5)、2.04×10^(-4)和1.04×10^(-3)g/s。ZrB_2-SiC涂层显著提高了C/C复合材料的抗烧蚀性能,涂层氧化生成的玻璃态SiO_2能有效填充孔隙。直到SiO_2耗尽,涂层烧蚀后的孔洞成为环境中的氧进入基体的通道,导致基体烧蚀。

NdFeB磁粉对粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体性能的影响

采用流动温压成型技术制备了各向同性粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体。研究了不同类型NdFeB磁粉对粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体磁性能和交换耦合作用的影响。结果表明,粘结贫稀土NdFeB/锶铁氧体复合磁体的综合磁性能最好,当NdFeB和铁氧体的质量比为3:2时,其磁性能Br=0.38 T,Hcj=524 kA/m,(BH)max=21.9 kJ/m3;另外,其Henkel曲线为典型的S型曲线。粘结纳米双相NdFeB/锶铁氧体复合磁体内的交换耦合作用近乎消失,磁体内以静磁交互作用为主。