热浸镀铝工艺参数变化对合金层影响的研究

分析了热浸镀时间(t)、温度(T)、待镀件成分、相结构变化对镀层中合金层形貌、厚度(H)、合金层的重熔产生的影响.实验结果表明,合金层的形貌、厚度、重熔与热浸镀温度有密切关系,钢基成分对合金层形貌、厚度也产生一定的影响,而合金层厚度和形貌对热浸镀时的时间因素不敏感,在合金层达到一定厚度后,就基本上不再随时间的延长而改变.

Mn含量对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金层组织及性能的影响

Fe-Cr-C系堆焊合金层韧性较差,表面易产生裂纹,通过在Fe-Cr-C系合金粉中加入锰铁粉可以改变堆焊合金层的性能。实验通过添加不同Mn含量的锰铁粉在Q235钢板上进行堆焊,采用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计及洛氏硬度计对堆焊合金层进行性能分析。结果表明:Mn元素能够提高Fe-Cr-C堆焊层硬质相的数量。在锰铁粉质量分数为5%~20%时,随着锰铁粉添加量增加,堆焊合金层析出γ-Fe的体积分数和堆焊层内部硬质相(Cr,Fe)_(7)C_(3)的体积分数呈现增加趋势。当锰铁粉的添加量为20%时,堆焊层内硬质相(Cr,Fe)_(7)C_(3)的体积分数最大,分布密集。合金层硬度随锰铁粉添加量的增加呈现先下降后上升趋势,当锰铁粉添加量为5%时,堆焊合金层硬度最高,约为HRC 55.7.

镀层中Zn-Fe合金层对海洋工程用钢丝腐蚀性能的影响

热镀锌钢丝镀层中Zn-Fe合金相组成及含量对镀层腐蚀性能影响较大。对Zn-Fe合金层形貌和厚度进行分析,结果表明:镀锌钢丝的耐腐蚀性能随合金层和纯锌层总厚度增加而增加,而Zn-Fe合金层不是越厚越好,最佳厚度6~7.5μm,此时合金层中的脆性相Γ(Fe 5Zn 21),软脆相ξ(FeZn 13)所占比例较少,合金层未出现裂纹,不存在疏松、组织粗大等现象。严格控制合金层中的锌铁元素含量比例,铁元素质量分数在纯锌层内控制在不大于1.5%,而Zn-Fe合金层的Fe元素含量最好控制在不大于8%,保证最佳相δ(FeZn 7)比例是80%~85%,此时合金层的防护性能最佳。

AZ31B镁合金熔覆Al+Ni合金层的组织和性能研究

镁合金表面改性技术在提升其耐磨性、耐腐蚀性及耐热性等表面性能方面发挥关键作用。本研究采用激光和钨极电弧焊两种熔覆方法,对AZ31B镁合金表面进行Al+Ni合金层熔融,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能量散射光谱仪对合金层的微观结构及组成进行考察,并对其硬度和电化学腐蚀性能进行测试。结果发现,激光熔覆合Al+Ni金层和钨极弧焊熔覆Al+Ni合金层的硬度和耐腐蚀性得到了极大的改善。

发动机凸轮轴衬套合金层表面白斑成因分析

为解决某柴油机凸轮轴衬套AlSn6CuNi合金层表面出现的大量白斑,利用白光干涉仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪,分析合金层表面三维形貌、表面物相、合金成分、微观组织形态和元素成分强度,确定白斑形成原因。结果表明:白斑附着在合金层表面,主要成分为Si;对比无白斑合金,白斑合金层中Sn质量分数减小,Al质量分数增大,白斑合金层表面、微观组织致密性较差,有明显的坑洞,白斑区域外表面有一定的Si、Ca、Na等元素,确定白斑产生的原因为热处理退火温度较高造成部分Sn熔化流出,合金层表面形成坑洞缺陷,引发表面微裂纹,使浸泡过程中清洗剂中的硅酸钠黏附在合金层表面。为获得良好的合金层组织性能,应严格按照生产工艺控制合金层退火温度。

纯钨表面等离子Ta合金层耐腐蚀性能研究

利用双层辉光等离子表面合金化技术在纯钨表面制备Ta合金化改性层以改善材料的耐腐蚀性。研究不同温度工艺参数对Ta合金层组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明:在不同温度工艺参数下均制备出连续致密的Ta合金化改性层,且随温度升高,合金层的厚度增加。合金层主要由纯Ta相组成。Ta合金层的自腐蚀电位高于基材的,而自腐蚀电流密度较低,即Ta合金层更难以发生电化学腐蚀反应且腐蚀速率更低。900℃合金层的耐蚀性能最佳,腐蚀速率降至8.45×10^(-3)g·m^(-2)·h^(-1),表现出优良的耐腐蚀性。

热浸镀Zn-6%Al-3%Mg镀层合金层生长研究

将Q235钢分别在Zn-6%(质量分数,下同)Al和Zn-6%Al-3%Mg合金锌浴中浸镀不同的时间,使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)对样品合金镀层显微进行观察,分析镀层层合金层的相组成及生长过程,研究Mg对合金层生长的作用。通过研究发现,在Zn-6%Al和Zn-6%Al-3%Mg合金镀层中合金界面层组成主要是Fe-Al-Zn化合物,Fe-Al-Zn合金界面层阻碍了脆性Fe-Zn层的形成。Mg加入Zn-6%Al锌池中后促进了界面反应,缩短了合金层出现所需时间,并使合金层的生长更加致密均匀,稳定合金层使其不被液相侵蚀破坏而溶解。Mg的加入阻碍了扩散通道随着时间延长逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,减少了锌液进入合金层,稳定了合金层。Zn-6%Al-3%Mg镀层合金层随着时间延长而增厚,合金层的生长呈抛物线规律,主要受扩散反应控制。

AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层

针对镁合金表面耐磨性和耐蚀性差的问题,利用横流CO2激光器在AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层,并利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）分析熔覆层与基体的结合界面特征以及显微组织和成分分布情况,测试合金层的显微硬度和耐蚀性。结果表明：合金层与基体结合良好,缺陷较少,但局部存在不均匀的Cu-Ni富集区,且在其边缘区域的枝晶间均匀分布着1～1.5μm的十字状Laves相;合金层的硬度分布比较均匀,约为75HV0.05,明显高于基体的显微硬度45HV0.05;Cu-Ni合金层比AZ31B镁合金基体的腐蚀电位正移317mV,腐蚀电流降低78mA/cm2,耐蚀性也得到较大改善。

镀锌及锌合金层低毒、无毒钝化工艺

综述了国内外镀锌及锌合金层主要的低毒无毒钝化工艺。介绍了镀锌及锌合金层钝化原理和钝化体系。讨论了镀锌及锌合金层无六价铬钝化工艺的特点,包括三价铬盐钝化、钼酸盐钝化、稀土钝化、钛盐钝化、硅酸盐钝化、钨酸盐钝化和有机物钝化等,并针对各种钝化工艺的特点提出了有待完善的方面。通过分析讨论镀锌及锌合金层低毒、无毒钝化工艺,从成本和性能两个因素比较得出三价铬钝化技术是最有可能被接受的六价铬替代品,其次为钼酸盐钝化。指出了六价铬钝化工艺的替代势在必行,以及无毒或低毒、高耐蚀性和低成本的镀锌及锌合金层钝化工艺是今后的研究方向。

用双层辉光等离子法在钛表面制备的Ti-Pd合金层性能研究

采用双层辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层。其深度大约为90μm,Pd含量呈梯度变化,并出现了TiPd3,TiPd2,Ti2Pd3,Ti3Pd5,TiPd,Ti4Pd等6种化合物相和Pd相。合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃的8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的溶液中,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的溶液中,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti0.2Pd合金的12.5%。

不锈钢表面渗铜扩散复合处理合金层的抗菌性能研究

采用等离子表面合金化及辉光轰击热扩散复合处理技术在不锈钢表面进行了铜合金化处理.利用薄膜密贴法对改性层的抗菌性能进行了测试.通过扫描电子显微镜(SEM)、辉光放电光谱分析仪(GDOES)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,研究了铜合金层的微观组织、化学成分分布及抗菌前后表面铜的价态变化.结果表明,铜合金层对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)都展现了优良抗菌性能;合金层表面铜约为5.7wt%,合金层厚度约2.7μm;表面铜合金化不锈钢与菌液接触后,不锈钢表面的铜元素以铜离子析出,并且与试验菌种发生作用,杀灭试验细菌.

软熔条件对镀锡板合金层组织及其耐蚀性的影响

镀锡板合金层的耐蚀性好坏直接关系到镀锡板用作食品包装材料时的寿命。为此 ,研究了软熔过程中的时间与温度对镀锡板合金层形貌及其耐蚀性的影响。结果表明 ,随着软熔时间的延长和软熔温度的升高 ,镀锡板合金层的晶粒度增大 ,镀锡板的耐蚀性增强。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面等离子渗锆合金层的研究

利用辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成渗Zr合金层,探讨了极间距、气压、保温温度、源-阴极电压差、保温时间对渗Zr合金层厚度的影响,进而优化工艺参数,并对合金层的金相组织、元素分布及物相组成进行分析。优化工艺参数为:极间距30 mm,工作气压35 Pa,保温温度1060℃,源-阴极电压差300 V,保温时间5 h,所获渗层厚度为65μm;Zr在渗层中呈梯度分布,渗层组织为柱状晶,且与基体呈良好的冶金扩散结合。

纯铜表面机械研磨辅助制备镍合金层

以纯铜为研究对象,通过添加镍粉进行表面机械研磨(SMAT)处理。用光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对SMAT处理后样品的组织及成分变化进行分析。采用X射线能量色散谱分析方法(EDS)分析Ni元素在合金层中的分布与含量。结果表明,纯铜表面出现了明显的分层现象,同时铜镍发生互扩散有铜镍合金形成。处理120 min后形成厚度为35μm铜镍合金层,而240 min厚度则达到55μm,并且合金层与基体变形层结合紧密。由于弹丸的冲击产生应力应变和大量储存能,使得原子的跳动频率增加同时降低了扩散激活能,实现铜镍在较低温度下快速互扩散。

激光熔敷Ni基合金层的高温干摩擦磨损性能研究

利用ＣＯ_２连续激光器，对耐热铸铁表面进行了Ｎｉ基ＷＣ、Ｎｉ基ＷＣ中加入少量稀土元素ＣｅＯ_２等合金粉末的激光熔敷，研究了不同成分激光熔敷层的高温硬度、高温干磨擦磨损性能，对摩擦磨损后的表面形貌进行了分析研究。试验结果表明Ｎｉ２１＋２０％ＷＣ＋０．５％ＣｅＯ_２熔覆层的高温性能较好。

钛表面辉光等离子制备Ti-Pd合金层耐蚀性能分析

采用辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层,并对Ti-Pd合金层的耐蚀性进行了研究。结果表明:合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃下8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti-0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的条件下,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti-0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的条件下,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti-0.2Pd合金的12.5%。

等离子堆焊合金层组织及腐蚀磨损性能

在 16Mn钢表面等离子堆焊自熔性铁基合金层 (Fe5 5 )、镍基合金层 (Ni6 0 )以及镍基WC合金 (NWC2 5 ) ,并对三种堆焊层进行了显微组织、X射线衍射分析、硬度及在三种不同腐蚀介质下的磨损试验。结果表明 ,合金堆焊层的显微组织均为γ固溶体基体上分布着多种复杂的化合物相 ,如Fe2 3 (C ,B) 6,(Cr ,Fe) 7C3 ,Cr7C3 ,NiB等。NWC2 5堆焊层具有最高的硬度和耐磨性 ;合金堆焊层在稀H2 SO4和稀NaOH溶液介质中的耐磨性与在中性水中相比都有所降低 。

镀锡工艺参数对合金层形貌及耐蚀性的影响

镀锡板合金层是镀锡后在加热熔融处理过程中通过热扩散在基板与锡层之间生成的一种金属间化合物 ,因此 ,合金层的生成与原板和镀层都有很大关系。另外 ,其耐蚀性也直接关系到食品包装所用的镀锡板的寿命。对此 ,通过正交实验研究了电镀工艺参数对镀锡板的锡镀层 ,特别是对锡铁合金层及其耐蚀性的影响 ,并确定了弗洛斯坦镀液各成分的最佳浓度和电流密度。研究结果还表明 ,镀锡板合金层的晶粒度越大 ,晶粒排列越整齐 ,镀锡板的耐蚀性也越好。

深冷处理对碳钢表面Mo-Cr合金层摩擦性能的影响

介绍了一种在Q235钢表面进行等离子合金化及热处理工艺,获得表面高性能强化层的技术方法。通过该技术方法的处理,使Q235钢表面含有Mo,Cr,C合金元素,成分达到或接近冶金高速钢。该工艺技术的基本原理是在真空容器中,利用辉光放电的溅射现象,首先在Q235钢表面渗入合金元素Mo,Cr,表面含量分别达到12%(质量分数,下同)和4%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢。合金层中的碳化物细小、均匀、弥散,无粗大的共晶莱氏体组织。Q235钢表面合金化后分别采用淬火+低温回火,淬火+2h深冷处理+低温回火两种工艺。结果发现,经深冷处理的试样表面硬度达到1600HV,明显高于未经过深冷处理试样的表面硬度。摩擦磨损实验表明,经深冷处理试样的滑动摩擦系数较未经深冷处理试样的要小,经深冷处理试样的耐磨性是未经深冷处理的1.6倍。

高硅FeSi合金层对普通取向硅钢磁性能的影响

目的提高硅钢的磁性能。方法采用多弧离子镀技术,在普通取向硅钢薄板两面沉积高硅FeSi合金层制得高硅梯度硅钢,并进行热处理,观察其显微组织,测量磁性能。结果退火态高硅梯度硅钢表面的高硅FeSi合金层与基底结合紧密,均匀致密。高硅梯度硅钢中硅含量呈梯度分布,最表层硅质量分数为11.0%,随着深度增加,硅含量逐渐降低,在距表面20μm处硅质量分数仍能达到6.5%。沉积态高硅梯度硅钢的电阻率ρ、低频铁损P10/50、高频铁损P10/1k及磁感应强度B8分别为68.6μΩ·cm,0.82W/kg,83.3 W/kg和1.73 T,退火后分别为63.1μΩ·cm,0.44 W/kg,54.38 W/kg和1.89 T。结论由于表层高硅FeSi合金层的存在,梯度高硅钢的低频磁学性能良好,但高频损耗需进一步改善。