60Si2Mn钢表面激光熔覆铁基涂层的组织及耐磨性研究

目的提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X1、X22种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机进行硬度、耐磨损性能测试。结果2种熔覆层均无裂纹、气孔等缺陷,涂层内部存在大量树枝晶、等轴晶和少量沿基材表面生长的平面晶,其中X1熔覆层的顶部区域等轴晶数量较多,组织更细小均匀。2种熔覆层均由相同物相(α-Fe)固溶体组成,未出现明显的其他物相的衍射峰。基体60Si2Mn钢平均硬度约为300HV,X1熔覆层的硬度为950~1000HV,平均硬度为975HV。X2熔覆层的硬度为784~821HV,平均硬度为803HV。经过球-盘磨损试验后,X1、X2熔覆层以及基体的体积磨损率分别为1.32×10^(-4)、1.94×10^(-4)、3.29×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。结论2种熔覆层的硬度和耐磨损性能均优于基体,其中X1熔覆层的平均硬度比X2熔覆层的高约21%,其体积磨损率最小,耐磨损性能更好。

消防水泵配电设计参数选取与应用

消防水泵是消防系统的重要设备之一,消防水泵及时可靠的启动直接关系着火灾的扑救。因此,消防水泵的配电及控制变得尤其重要。文章结合相关规范与实际工程,针对消防水泵的设计参数选取问题,探讨了相对可行的启动与控制方式,并分析了设计中的注意事项,提出了相关建议,供工程设计参考。

Y元素对Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石组织和性能的影响

钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,但是较高的钎焊温度和化学侵蚀会对金刚石磨粒造成较为严重的热损伤,从而影响金刚石工具的工作效率和服役寿命。为了降低钎焊过程中金刚石的热损伤,采用掺杂Y元素的Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石,通过SEM研究了钎焊金刚石试样的界面微观形貌,使用拉曼光谱仪分析了钎焊金刚石试样的石墨化程度,同时还探究了钎焊金刚石试样的力学性能。结果表明,当Y元素的质量分数为0.8%时,钎焊试样的金刚石形貌最为完整,钎焊层硬度最高为533 HV_(0.1),金刚石出露度较高为76.2%且石墨化程度较低。另外,Y元素的添加细化了碳化物的尺寸,降低了碳化物微裂纹的产生。相较于未添加Y元素的钎焊试样,添加Y元素的金刚石钎焊试样的抗压强度提升了约50.4%,磨削性能提高了43.5%,金刚石的脱落数量最少。表明,用Y元素掺杂的Ni-Cr非晶钎料可成功制备出钎焊金刚石试样,同时还降低了钎料中的触媒元素对金刚石的侵蚀作用,改善了热损伤和磨削性能。本研究为非晶钎料在钎焊金刚石工具领域中的应用提供了可靠的理论支持,并为相关工业生产提供了新的技术路径,在降低生产成本和推动绿色生产方面具有一定的实际意义。

银钎料焊缝凝固行为的数值模拟

通过合金相图热力学与扩散动力学计算,并将结果引入相场模型,采用试验和模拟相结合的方法研究了BAg30CuZnSn钎料焊缝的凝固行为。结果发现:B元素的加入使得焊缝枝晶发生了明显的柱状晶向等轴晶转变(columnar to equiaxed transition, CET)的现象;随着钎焊后冷却速率的增加,焊缝凝固过程中枝晶形核数量增加,枝晶尖端半径减小;当B含量较低时,枝晶尖端半径较大,形核数量较少;随着B含量的增加,枝晶尖端半径逐渐减小,形核数量增加;但当B质量分数增加至4%时,枝晶形貌基本不再发生变化。

第20届德国埃森焊接与切割展览会—先进焊接技术与设备、焊接材料

2023年9月11~15日第20届埃森焊接与切割展览会在德国杜塞尔多夫会展中心召开,来自全世界各地的焊接企业和地区代表团齐聚一堂,展示了国际焊接与切割领域近6年的高新技术和产品。相较以往,展会还新增加了网络切割系统、可持续焊接气体、高质量防护设备、高效资源节约型软件等诸多展示内容。文章简要的介绍了此次展会中关于先进焊接技术与设备、焊接材料高新技术和产品情况,通过本次焊接与切割展览会可以看出,世界焊接新技术发展向数字化、网络化、智能化、绿色化发展。

SnAg1.0Cu0.5对Ag30CuZnSn药芯钎料润湿性能及钎焊接头力学性能的影响

向Ag30CuZnSn药芯钎料药粉中添加SnAg1.0Cu0.5(SAC105)粉末,研究了不同SAC105含量对Ag30CuZnSn药芯钎料钎缝组织及钎焊接头性能的影响.结果表明,SAC105的加入可以显著提高Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展性能,随着SAC105的添加量增加,Ag30CuZnSn药芯银钎料的润湿铺展面积增大.这主要是因为Sn元素的增加能显著降低钎料的熔化温度,从而增大液态金属的过热度,降低液态金属的粘度,增强液态金属的流动性,最终提高Ag30CuZnSn钎料在304不锈钢表面的润湿铺展性能. SAC105添加量为20%(质量分数)时,钎缝组织最细,主要由交织状的银基固溶体构成,相应的钎焊接头抗剪强度最大为453 MPa,提高了29.9%.

不同碳化钨含量对等离子弧熔覆镍基碳化钨涂层组织及性能的影响

采用等离子弧粉末熔覆技术在Q345钢表面熔覆镍基碳化钨涂层,研究了粉末中不同碳化钨含量对镍基碳化钨熔覆层组织及性能的影响。借助光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪分析镍基碳化钨熔覆层的组织形貌,用显微硬度计和摩擦磨损实验机分别测量镍基碳化钨熔覆层的硬度和耐磨性。结果表明:镍基碳化钨熔覆层与基层之间呈冶金结合,涂层表面无气孔缺陷。镍基碳化钨涂层组织主要由碳化钨颗粒和镍基粘结相构成,碳化钨是WC和W_(2)C,镍基粘结相中包含SiC、Cr_(23) C_(6)、Ni 3Si、γ-Ni等物相。随着粉末中碳化钨含量从15%(质量分数,下同)增加至50%,熔覆涂层组织中硬质相数量增多,其硬度和耐磨性显著提高。当碳化钨含量为50%时,熔覆涂层硬度高达1024HV_(10)且耐磨性最好。

基于开放孔隙的钎焊CBN多孔砂轮研制与磨削加工性能

为解决钛合金磨削过程中存在的加工效率低、工具寿命短、加工表面质量差等问题,采用冷压成型和高温钎焊技术研制集孔隙率高、耐磨性好和自锐性能优异等特点于一体,基于开放孔隙的钎焊CBN多孔超硬磨料砂轮。完成该砂轮的开放孔隙结构设计与制备,开展钛合金磨削加工性能和磨损试验研究,分析磨削用量参数对钛合金加工性能的影响规律,揭示其自锐性能以及其对工件表面质量的影响。结果表明:当CBN砂轮孔隙尺寸和孔隙率分别为0.6~0.8 mm和40%时,砂轮工作层节块能获得较优的力学性能和较大的容屑空间;与磨削速度30 m/s相比,当磨削速度为80 m/s时,多孔CBN砂轮拥有更为稳定的磨削力比,处于1.5~2.2;随着累计材料去除体积的增大,砂轮表面动态有效磨刃数趋于一致,加工表面粗糙度快速降低并逐渐稳定。

固化剂对树脂基Sn-58Bi复合焊膏铺展性能的影响

以市售Sn-58Bi焊膏为研究对象,加入E51型环氧树脂,采用多种固化剂制备不同种类树脂基复合焊膏,对比分析不同种类复合焊膏的润湿铺展性能,并结合DSC和FT-IR检测方法探究了固化剂活性以及各组焊膏固化产物的官能团组成。研究表明:复合焊膏以间苯二胺为固化剂时,在常温保存4 h内已经固化;不加固化剂或添加593固化剂、651固化剂、甲基四氢苯酐固化剂时,在铺展过程中将发生不润湿或反润湿现象。三乙醇胺和DMP-30可以保持或促进焊膏润湿铺展。其中,三乙醇胺固化剂的添加使焊膏具有良好固化成型形貌的同时又使铺展面积增大了17.66%。DSC测试表明,固化剂活性过高会使焊膏铺展时产生不润湿现象。FT-IR分析表明,焊膏中原有胺类物质和羧酸类物质以及添加的加成型固化剂都会被固化反应消耗,使助焊剂活性降低,出现反润湿现象。叔胺类物质不会被固化反应消耗且能提高固化剂活性,故能抑制反润湿并提高润湿性能。

脉冲偏压占空比对TiCrN薄膜微观结构和性能的影响规律

随着先进制造领域对高速钢材料切削性能和加工性能的要求越来越高,迫切需要利用氮化物薄膜来提高基体材料的硬度和耐磨性等综合性能,延长高速钢材料的使用寿命。通过TiCrN薄膜提升高速钢材料的使役性能,研究脉冲偏压占空比对TiCrN薄膜微观结构和性能的影响规律,实现薄膜沉积工艺的优化。采用电弧离子镀方法,通过改变脉冲偏压占空比在M2高速钢基体和单晶硅片上沉积TiCrN薄膜。研究发现,脉冲偏压占空比的增大有助于减少膜层表面大颗粒数量,改善膜层表面质量;占空比从10%增加到60%,TiCrN薄膜厚度先增大后减小,30%占空比时,TiCrN薄膜的厚度达到最大值623.8 nm,60%占空比时,TiCrN薄膜的厚度达到最小值517.4 nm。当脉冲偏压占空比为10%时,Cr元素含量为33.9 at.%,晶粒尺寸达到最小值12.692 nm,纳米硬度和弹性模量分别为29.22 GPa和407.42 GPa。当脉冲偏压占空比为30%时,Cr元素含量达到最小值33.07 at.%,此时TiCrN薄膜晶粒尺寸达到最大值15.484 nm,纳米硬度达到最小值25.38 GPa,稳定摩擦因数达到最大值0.9。所制备的TiCrN薄膜均以(220)晶面为择优取向,晶粒尺寸在12.692~15.484 nm,纳米硬度都在25 GPa以上,是M2高速钢的2.8倍以上。在脉冲偏压占空比为20%时,TiCrN薄膜摩擦因数最小为0.68,磨痕宽度为0.63 mm,自腐蚀电位达到最大值-0.330 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值0.255μA/cm~2,腐蚀速率最低,耐腐蚀性能最强。与M2高速钢基体相比,Ti CrN薄膜的硬度、耐腐蚀和摩擦磨损性能都显著提升,Cr元素和离子轰击作用是影响TiCrN薄膜性能的主要因素。研究结果为硬质薄膜工艺优化提供了一定的试验依据,TiCrN薄膜在刀具材料性能提升方面有较好的应用前景。

杂原子掺杂的碳材料在电容脱盐方面的应用研究进展

主要介绍了不同杂原子掺杂的碳材料,包括杂原子掺杂的石墨烯,基于生物质材料的杂原子掺杂的碳材料,基于金属有机框架的杂原子掺杂的碳材料和其它材料在电容脱盐方面的应用。指出选择合适的脱盐电极仍是一个重要的研究内容,掺杂杂原子可以有效提高多孔碳材料的电导率和润湿性;同时如何提高脱盐电极的电荷效率和脱盐量在未来的研究工作中需要重点关注。

异质材料连接研究进展

异质材料的连接可以最大程度发挥材料各自的性能,具有良好的应用前景。然而异种材料的物理、化学性能差异较大,易出现化学不相容、界面化合物过量生成、界面受热不均、接头应力过大等难题。分析介绍了近些年来异种金属及金属与陶瓷的连接的研究现状,主要包括钛-钢、铝-铜、镁-铝、铝-铁几种常见异种金属的不同焊接方法及效果;氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷以及复相陶瓷与金属的连接。以期为今后的相关研究提供借鉴,为研究新异质材料体系的连接奠定基础。

CNTs对TC4与C/C复合材料钎焊接头组织及力学性能的影响

试验采用加入了碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)的AgCu4.5Ti+xCNTs (x为质量分数,%)复合钎料(简称AgCuTiC复合钎料),实现了TC4钛合金与C/C复合材料的真空钎焊连接.通过SEM,EDS等分析手段确定了在CNTs含量为0.2%、钎焊温度为880℃、保温时间为20 min时接头的典型界面组织为TC4/扩散层/Ti2Cu/TiCu/Ti3Cu4/TiCu4/TiC+TiCu2+Ag(s.s)+Cu(s.s)/Ti3Cu4/TiCu4/TiC/C/C复合材料;研究了CNTs含量对接头组织与性能的影响.结果表明,随着CNTs含量的增加,钎缝宽度变化呈下降趋势,界面组织细化,界面中的Ti3Cu4与TiCu4脆性化合物的含量降低、TiC与TiCu2化合物的含量增加;接头的抗剪强度呈先上升后下降的趋势变化;当CNTs含量为0.4%时抗剪强度最高,达到44 MPa;CNTs的加入可使界面组织得到细化,有利于缓解钎缝中心区域与两侧母材之间存在的由于热膨胀系数不匹配而形成的较大残余应力,有效地提高了接头的抗剪强度.

银铜合金再结晶过程组织性能演变研究

银铜合金广泛应用于电工行业,通过硬度检测、电阻率检测、扫描电镜观察,研究了Ag-10Cu在退火过程析出行为对合金组织性能的影响。结果表明,300~500℃退火阶段,合金中铜基体颗粒开始析出,材料硬度及电阻率随退火温度增加而减小;500~700℃退火阶段,合金再结晶过程基本结束,析出铜颗粒长大,并向晶界生长,材料电阻率随退火温度的增加而增加,硬度逐渐趋于平缓。

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应。综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借助材料基因组技术开发高活性低排放的低银无镉钎料,持续创新复合钎料加工制备技术如搅拌摩擦加工、电磁致塑技术;加强质量监控、控形提性开发表面质量优良的连续型盘装、桶装药芯复合钎料以替代传统手工条状钎料,加速我国钎焊自动化进程。

原位反应在钎焊中的应用

作为一种新型复合材料制备技术,原位合成法凭借其操作简单、成本低、与其他工艺的兼容性较好和便于推广等优势,成为近年来研究的热点。将原位反应引入钎焊领域,可以有效解决钎料在制备及使用过程中存在的成形性能差、接头残余应力大、难以润湿母材等问题。本文综合评述了目前关于原位反应在钎料合成中的应用,首先介绍了通过改变成形工艺来原位熔合低熔点高强韧钎料的相关研究,归纳了常见的成形工艺,如层状复合式、挤压复合式、添加金属粉芯及表面镀覆等,之后介绍了利用原位反应生成复合钎料增强相来实现异种材料有效连接的研究进展,最后指出现阶段利用原位反应合成钎料时所存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。

钎涂技术的研究进展

钎涂技术因其具有冶金结合强度高、复杂构件适应性好、制备涂层厚度范围大、涂层表面精度高等优点,广泛应用于航空航天、农业机械、石油钻探、矿山开采等领域,是近年来快速发展的一种表面涂层制备技术。本文首先介绍了钎涂的技术原理,其次详细综述了钎涂所用的钎焊材料、钎涂材料的预置方式与钎涂的焊接方法,然后对钎涂技术在各个领域中的应用进行了评述,最后指出钎涂技术现阶段存在的问题,并展望了钎涂技术未来发展的方向。

氢致TA10钛合金焊接接头拉伸性能演变

钛合金焊接件低氢浓度下常发生氢脆失效,文中研究了充氢量对钛合金焊接接头拉伸性能的影响规律及其作用机制.结果表明,随充氢量增加,室温强度明显提升,而塑性指标显著恶化.充氢0.05%(质量分数)时,固溶氢对组织强化效果有限,抗拉强度略有增加;固溶氢降低了溶质原子对位错运动“钉扎”作用,屈服强度下降;固溶氢仅依靠扩散聚集,致局部微区氢浓度增加,其对塑性影响不大.充氢0.12%后,氢化物“钉扎”作用加强,氢致位错交叉滑移更为困难,室温强度显著增加;脆性氢化物自身断裂、析出特征或加速与基体分离,致塑性显著下降.未充氢或0.05%H时,焊接接头发生韧性断裂;充氢0.12%后,以脆性断裂为主;固溶氢、氢化物对断裂方式转变产生直接影响.

镍基高温合金GH4099钎焊连接研究现状

镍基高温合金是航空航天领域的重要材料,广泛应用于发动机涡轮叶片、燃烧室等部件,其连接结构是影响整体性能的关键部位。钎焊是制造镍基高温合金零部件最常用的连接工艺,在此介绍了镍基高温合金GH4099的钎焊连接现状,从常用钎料、钎焊接头界面和力学性能等方面展开阐述,并对GH4099合金的未来钎焊连接研究方向和发展趋势进行了展望。

城乡建设用地市场一体化测度及实证分析

研究目的:基于2015—2020年浙江省德清县与广东省南海区的城乡建设用地市场交易数据,实证分析产权的市场分割效应,定量测度城乡建设用地市场一体化水平并进行对比分析。研究方法:OLS回归,时空地理加权回归,倾向得分匹配与相对价格法。研究结果:(1)产权的市场分割效应显著且存在地区差异,集体产权在南海区正向影响建设用地价格,而在德清县反之;(2)地区间城乡建设用地市场一体化进程不一,集体建设用地市场发育更为成熟的南海区城乡建设用地市场一体化水平为1.707,相较于德清县的0.880领先;(3)同一地区不同区域的城乡建设用地市场一体化水平也存在分化,集体经营性建设用地以异地调整入市为特色的德清县相较于政府整备入市的南海区城乡建设用地市场一体化的内部差异更小。研究结论:产权依旧是城乡建设用地市场一体化面临的主要制度性壁垒,不同地区及其内部城乡建设用地市场一体化分异明显。未来在深入推进土地权利权能平等,改善集体建设用地区位劣势的同时,也需进一步关注城乡建设用地市场一体化在区域协调发展中的作用。