Ag掺杂Mo-12Si-8.5B合金在25~600℃的摩擦学行为

本文中采用放电等离子烧结法制备了Mo-12Si-8.5B和Mo-12Si-8.5B-10%Ag这2种合金,通过高温真空摩擦磨损试验仪测试了2种合金与Al_(2)O_(3)摩擦副在25~600℃间的干摩擦学性能.结果表明:与Mo-12Si-8.5B合金相比,在25~600℃区间Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金表现出更低的摩擦系数和磨损率.在600℃时,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的摩擦系数和磨损率均可达到最小值,其值分别为0.41和1.14×10^(-5)mm^(3)/(N·m),此时Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的干摩擦性能表现最佳,这与Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金磨损表面的MoO_(3)、SiO_(2)和Ag_(2)MoO_(4)等润滑相的存在及Ag在25~600℃范围内起到的润滑效果有关.此外,在25~200℃区间,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的磨损机制主要为黏着磨损和剥层磨损,在400~600℃范围内,则以黏着磨损和氧化磨损为主.

超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的强化行为及模型

基于XRD、OM、SEM和TEM分析,研究超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的组织演变及强化行为。结果表明,位错强化和析出强化效应对该合金的屈服强度影响较大。冷轧+再结晶+冷轧+双时效组合工艺可获得1518 MPa的最高屈服强度,这主要归因于显微组织中的高密度残存位错及密集而细小的次生α相。建立复合强化模型,其预测误差在16.6%以内。此外,研究发现次生α相体积分数的增加可以不断强化晶内区域,这使得沿晶断裂开始出现并逐渐占据整个断裂面。

150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

基于随机森林和支持向量机的Mo-Nb合金本构模型

在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对Mo-Nb合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究Mo-Nb合金的流动应力行为,并采用随机森林和支持向量机的方法建立该合金的本构关系模型。结果表明:Mo-Nb合金是负温度和正应变速率敏感型材料,其流动应力随变形温度升高和应变速率降低而减小;随机森林和支持向量机本构关系模型的训练样本的相关系数和平均相对误差分别为0.989、0.998及2.41%、0.94%,测试样本的相关系数和平均相对误差分别为0.991、0.996及2.47%、1.4%,二者都具有较好的预测能力;支持向量机本构关系模型精度高于随机森林,因此,支持向量机本构关系模型更适于预测Mo-Nb合金的流动应力。

Mo-MOF对软质PVC材料的阻燃及抑烟性能

采用熔融共混的方法将含钼离子的有机框架材料(Mo-MOF)添加到软质聚氯乙烯(PVC)材料中,利用极限氧指数(LOI)测试仪、NBS烟箱、锥形量热仪、拉伸强度测试仪等研究了材料的阻燃、抑烟及力学性能。测试结果表明,与软质PVC相比,当Mo-MOF的添加量为3%时,材料的LOI值由26.8%提高至30.3%,最大烟密度由918.5降低至471.2,总烟释放量(TSP)由25.23 m^(2)降低至12.02 m^(2),分别降低了48.7%及52.3%。此外,与PVC/MoO_(3)对比可知,当钼离子含量相同时,PVC/3%Mo-MOF材料的最大烟密度由774.0降低至471.2,TSP值由17.55 m^(2)降低至12.02 m^(2),分别降低了39.1%与31.5%。与MoO_(3)相比,Mo-MOF在PVC中的相容性及分散性更佳,在燃烧过程中形成了具有高比表面积的纳米级氧化钼,对PVC材料的阻燃及抑烟性能更佳。同时,随着Mo-MOF含量的增加,PVC材料的拉伸强度和断裂伸长率均得到了一定程度的提高。

放电等离子烧结Y掺杂Mo-Si-B涂层的高温抗氧化性能

稀土元素的掺杂可提升MoSi_(2)体系涂层的高温抗氧化性能,但稀土元素Y对于MoSi_(2)涂层抗氧化性能的影响机理还尚未明确。以Nb-Si基合金为基体,采用放电等离子烧结技术(SPS)在其表面制备Y掺杂(1 wt.%)的33Mo-62Si-5B(at.%)涂层。通过1250℃高温氧化试验,研究涂层的高温氧化行为以及Y对涂层高温抗氧化性能的影响。结果表明:涂层主要由MoSi_(2)、MoB、Mo_(5)Si_(3)和SiO_(2)相构成,Y在涂层中以Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒的形式弥散分布于SiO_(2)相内部。包覆Mo-Si-B涂层的合金样品在氧化试验初期出现质量损失,其100 h后的氧化增重高于包覆Y掺杂Mo-Si-B涂层的合金样品,表明Y掺杂涂层具有更好的高温抗氧化性能。氧化后涂层表面形成由晶态SiO_(2)、硅硼玻璃相(SiO_(2)-B_(2)O_(3))和Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒构成的氧化膜。阐明Y提升Mo-Si-B涂层抗氧化性能的作用机理:在涂层表面优先形成的Y_(2)O_(3)加速了晶态SiO_(2)和硼硅氧化膜的形成,随后形成的Y_(2)Si_(2)O_(7)阻碍了O的内扩散,使Y掺杂Mo-Si-B涂层抗氧化性能得到提高。

Ni-Mo-Y-Gr复合材料的制备及其在宽温域条件下的摩擦学性能

采用放电等离子烧结技术制备了Ni-Mo-Y-Gr(石墨烯)自润滑复合材料,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉曼及高温摩擦实验机对复合材料的微观组织、成分、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:Ni-Mo-Y-Gr复合材料的组织均匀致密,随着石墨烯含量的增加,复合材料的密度、硬度及屈服强度呈下降趋势,实际密度大于计算理论密度,即复合材料制备过程中发生了冶金熔合与固溶;Ni-Mo-Y-Gr复合材料在室温至600℃范围内具有较低的摩擦系数及磨损率,表明其具有较好的摩擦学性能;在室温、200和400℃时石墨烯起到了良好的润滑作用,在600℃时的主要润滑相为石墨烯、NiO、MoO2、MoO3和NiMoO_(4);在800℃时形成NiMoO_(4)及镍钼的氧化物,难以形成完整、有效的润滑层,从而使复合材料的摩擦学性能有所下降。

新型Cr-Mo-V热作模具钢的高温断裂机制

通过高温拉伸试验研究了新型Cr-Mo-V钢的高温断裂行为,探究不同拉伸温度(25~700℃)下试验钢的热力耦合区(断裂区)和热应力区(夹持区)的组织演变和碳化物分布特征,揭示钢中碳化物的种类、分布及尺寸与高温断裂行为之间的关系,阐明新型Cr-Mo-V热作模具钢在高温变形过程中裂纹附近显微组织的演化机制。结果表明:随着拉伸温度的升高,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率和断面收缩率升高,断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变,脆性断裂向韧性断裂的转变温度约为400℃;在高温变形过程中,试验钢的位错密度降低,回火马氏体发生分解、回复、再结晶及晶粒长大,M_(7)C_(3)和M23C6碳化物沿晶界析出长大,少量的细小颗粒状MC碳化物在晶内弥散分布;由于外力作用对变形区做功将导致变形区温度高于拉伸温度,这为断口附近细小碳化物回溶、大尺寸碳化物的长大提供热力学条件,导致热力耦合区小尺寸碳化物减少,大尺寸碳化物增多。

Ti含量对Nb-Si-Mo-Ti系合金组织性能的影响

为研究Ti含量对Nb-Si系合金组织及性能的影响,以机械球磨和SPS烧结技术结合的方法制备了Nb-16Si-10Mo-x Ti(x=0,2,4,6,8,10)合金,对x不同时的合金在室温、1200℃时的组织及力学性能进行探究。结果表明:Ti含量增多,Ti ss韧性相逐渐增多并聚集,组成相包括Nb ss、Nb 5 Si 3和Ti ss相。室温下,合金弯曲强度、断裂韧性等有所提高,硬度下降,抗压强度先降后增,x=0时,抗压强度最高为2300 MPa,而Nb-Si-Mo-Ti系合金抗压强度最高为2200 MPa,且断裂方式由脆性断裂转变为复合断裂。1200℃下,抗压强度先降后增,x=0时,最高为605 MPa,随Ti含量增加,Nb-Si-Mo-Ti系合金抗压强度最高可达470 MPa,同时有较好塑韧性。1200℃压缩后,组织细化,韧性相沿垂直于压缩方向拉长,硬脆相则被挤压到韧性相内部或表面分布。

非晶态Co-Mo-P合金镀层的制备及其对Q235钢的腐蚀防护作用

采用电沉积方法在Q235钢表面制备出非晶态Co-Mo-P合金镀层,以期有效提高Q235钢的耐腐蚀性能从而增强混凝土结构的耐久性。实验结果表明:非晶态Co-Mo-P合金镀层的表面粗糙度仅为0.41μm,平整度和致密性好于相同厚度的Zn-Ni合金镀层和热镀锌层。与Zn-Ni合金镀层和热镀锌层相比,非晶态Co-Mo-P合金镀层具有更高的膜层电阻、电荷转移电阻、低频阻抗值(|Z|_(0.01 Hz))和最大相位角,分别为1.44×10^(3)Ω·cm^(2)、8.95×10^(3)Ω·cm^(2)、1.50×10^(4)Ω·cm^(2)和66.6°,并且在模拟混凝土孔隙液中浸泡腐蚀10 d后整体腐蚀程度最轻,腐蚀失重低至1.42×10^(-3) g/cm^(2),表现出优异的耐腐蚀性能,能够为Q235钢提供长期有效的腐蚀防护作用。原因归结为非晶态Co-Mo-P合金镀层无晶界且不存在位错缺陷,加之表面孔洞很少,能更有效阻隔腐蚀介质并阻断其扩散路径。

化学沉淀法制备Mo-Ru钎料粉末的组织结构及钎焊性能研究

采用水合三氯化钌和钼酸铵在红外灯下化学共沉淀反应、通氢还原制备Mo-Ru粉末钎料。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射及差热分析等技术,研究粉末的形貌、成分、熔化温度、钎料与钼片、多孔钨的钎焊性能。结果表明:用化学沉淀法制备粉末大部分是MoRu化合物颗粒、少量Mo、Ru单质粉末及微量SiO_(2),粉末粒度D_(80)≤6μm,熔化后与钼片及阴极多孔钨基体浸润性良好,熔化温度为1959.7~1969.6℃,与相图上MoRu共晶钎料的熔化温度接近。

温度对丙烷选择氧化催化剂Mo-V-Te-Ox催化性能的影响分析

本文采用三氧化钼、水合硫酸氧钒和二氧化锑为主要原料,并添加氧化铈助剂,在不同温度下进行水热合成,并结合微波干燥和常规加热干燥,通过程序升温焙烧活化制备了复合氧化物Mo-V-Te-Ox催化剂。通过自建的气固相微型反应装置和气相色谱的联用对催化剂样品进行了活性评价。

冷变形及时效对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子拉伸试验机等研究了冷变形和时效处理对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响。结果表明:合金冷变形过程中没有发生相的转变。随着冷变形量的增加,合金的晶格逐渐向<011>方向旋转。合金冷变形后时效会析出均匀分布的细小针状α相,α相与β基体具有非常良好的共格关系,这有助于合金性能的提升。冷变形时效合金以时效析出强化为主,形变强化为辅。冷变形会促进时效析出,冷变形量越大,时效析出强化效果也越明显。60%冷变形时效处理的合金最大抗拉强度达到了1786 MPa。

基于机器学习的Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金热加工图预测

为了研究Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe低成本钛合金的热变形行为,运用Instron 5869压缩实验机进行热压缩实验。构建了以变形温度、应变速率、应变为输入变量和流变应力为输出变量的6种机器学习模型,预测不同条件下该合金的流变应力值并评估检验模型的预测性能。根据预测表现最好的LSTM神经网络模型的预测数据绘制预测加工图,对照实验加工图评估检验其预测能力。结果表明:预测加工图能够较为准确地反映出Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金在应变为0.499时的可加工区域,与实验加工图的吻合程度较高,该方法能较好地预测Ti-5Al-1.5Mo-1.8Fe合金的热变形行为。

热丝激光熔覆Cr-W-Mo-V钢涂层组织与腐蚀磨损性能

随着海洋油气资源的开发,钻采装备面临腐蚀与磨损的耦合损伤。开发耐磨耐蚀涂层材料及制备技术是海洋装备安全、可靠运行的保障。利用热丝激光熔覆技术在20钢基材表面制备Cr-W-Mo-V钢涂层,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的显微组织和相组成,采用往复电化学腐蚀摩擦磨损试验仪分析涂层的干摩擦、电化学腐蚀及在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。制备的涂层组织均匀、致密,无裂纹、气孔等缺陷,主要由碳化物、马氏体和残余奥氏体组成,显微组织主要为柱状晶和胞状晶。涂层的平均硬度约为780 HV_(0.1),约是基材硬度的6.5倍,自腐蚀电位为-0.386 V,自腐蚀电流密度为3.45×10^(-6)A/cm^(2),具有优异的耐蚀性。在3.5 wt.%NaCl溶液中,随摩擦载荷的增大,涂层的开路电位下降,摩擦因数下降,腐蚀电流密度增大,摩擦对腐蚀有明显促进作用。随外加电位增加,涂层腐蚀电流密度增大,摩擦因数降低。热丝激光熔覆技术制备的Cr-W-Mo-V钢涂层结构致密、组织均匀,具有优异的腐蚀磨损性能,可用于海洋油气钻采装备在腐蚀磨损苛刻环境下零部件的表面改性。

热处理对Ni-Mo-W三元镀层微观组织与力学性能的影响

三元Ni-Mo-W电沉积涂层使用钨酸钠作为钨源,钼酸钠作为钼源制备。对采用钨酸钠浓度为20 g/L、钼酸钠浓度为10 g/L制备的Ni Mo10W20试样分别在300、400、500℃下进行热处理。结果表明,当镀液中钨酸钠浓度逐渐增加时,镀层中钨含量也随之增加,钼含量减少;镀层在500℃下热处理晶粒明显长大。对Ni-Mo-W合金镀层进行X射线衍射(XRD)试验发现,镀层在500℃下结晶状态最好,而W含量对于镀层无明显影响。通过纳米压痕硬度与弹性模量变化曲线可知,随着热处理温度的升高,Ni Mo10W20试样镀层硬度缓慢降低,但在300~400℃的热处理,硬度有所提升;随着镀层中W含量的增加,镀层硬度缓慢增大。因此,Mo与W元素的加入可以增加镍基镀层的热稳定性和高温力学性能。

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm^(2),沉积时间60min,温度30℃。在1.0 mol/LKOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm^(2)下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24h时电流密度保持稳定,2000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。

Ni-Mo-BN复合镀层热处理前后组织与力学性能的研究

通过直流电沉积的方式在铜片基体表面制备不同BN含量的Ni-Mo-BN复合镀层,研究了镀液中不同浓度的BN粉末(5、10、15、20 g/L)以及Ni-Mo-BN镀层在经退火热处理后BN对膜层微观组织及硬度的影响规律。结果表明:电流密度在2 A/dm^(2)、BN添加量为10 g/L、电镀15 min得到的镀层综合性能最优良。随着镀液中BN浓度的增加,所得镀层中BN含量先升高,后下降。当镀液中BN浓度为10 g/L时,能在基体表面沉积最多的BN,且此时的晶粒尺寸较小,对膜层的力学性能提升最为显著。膜层硬度与BN在膜层中的含量呈正相关,但当在镀液中添加的BN含量过高时,BN会产生团聚现象,不仅会让BN的沉积率降低,同时也会让晶粒尺寸增大,使膜层的力学性能下降。此外,通过对试样进行600℃退火热处理,可对镀层的硬度、耐磨性等性能的提升起到极大的促进作用。

西太平洋深海环境中Ni-Cr-Mo-V高强钢的腐蚀行为

采用深海高效串型试验装置对Ni-Cr-Mo-V高强钢在西太平洋深海环境中进行了深海腐蚀试验,并利用扫描电镜、能谱仪、拉曼光谱仪和扫描开尔文探针等方法,研究了该钢在500,800,1200,2000 m海深下的腐蚀行为。结果表明:Ni-Cr-Mo-V高强钢在500,800,1200,2000 m深海环境中暴露1 a后的腐蚀速率分别为0.130,0.096,0.093,0.081 mm/a,腐蚀速率随深度的增加逐渐减小;在深海环境中,该钢表面形成浅碟状点蚀坑,部分区域点蚀坑合并形成均匀腐蚀形貌;该钢在深海环境中的腐蚀产物主要包括α-Fe_(2)O_(3)、γ-FeOOH与α-FeOOH。

Nb-Mo-V-TiO_(2)低温脱硝催化剂及其硫酸氢铵分解性能

通过浸渍法制备一系列Nb掺杂V-Mo-Ti催化剂,研究V_(2)O_(5)负载量及Nb掺杂量对催化剂低温脱硝活性的影响,并测试其硫酸氢铵分解性能。采用XRD、N_(2)吸附-脱附、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、IR等测试手段对催化剂进行表征。结果表明,Nb掺杂促进了V-Mo-Ti的氧化还原性能,提升催化剂的表面酸性,使催化剂具有更加优异的低温脱硝性能;当空速5 000 h^(-1),反应温度180℃时,1.5Nb-6V-3Mo-Ti催化剂的脱硝效率达到100%。同时Nb掺杂提升了催化剂NO氧化能力,促进硫酸氢氨与NO反应的进行,提升催化剂的低温抗水硫中毒性能。