AISI 316L奥氏体不锈钢在阳极电位的活性屏离子渗氮

用活性屏离子渗氮技术对处于阳极电位的AISI 316L奥氏体不锈钢进行低温渗氮处理,并将渗氮层的组织、形貌、相结构、显微硬度和耐蚀性能与在悬浮电位下处理的试样作对比。结果表明,奥氏体不锈钢在两种电位状态下渗氮处理获得了同样的、具有S相结构的单相硬化层。渗层不仅具有高的硬度,还有良好的耐蚀性能。在活性屏离子渗氮过程中,从活性屏上溅射下来的中性S相粒子起着氮载体的作用。活性屏空间粒子的撞击消除了不锈钢表面钝化膜对氮的阻隔作用。

40Cr钢等离子软氮化的后氧化处理研究

为了进一步提高等离子软氮化后40Cr钢的耐蚀性能,对等离子软氮化的试样进行了后氧化处理。氧化处理是在保温式等离子热处理炉内不同比例的H2和O2气氛中进行,通过X射线衍射仪和恒电位仪对复合渗层的组织结构及其耐蚀性能进行了分析比较。结果表明,在H2∶O2=1∶1的混合气体中进行氧化处理的试样可以获得单一相的Fe3O4氧化膜,试样的耐蚀性能最好。

大气等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2涂层的组织与性能

为提高舰船关重部件的耐磨损、抗腐蚀性能,开展了大气等离子喷涂氧化铝复合涂层技术研究。在45钢表面制备Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、电子天平、摩擦磨损试验机等仪器设备,分析该涂层的显微结构,测其显微硬度、孔隙率等性能,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:涂层均匀致密,孔隙率为1.86%,涂层与粘结层之间有明显的倒钩镶嵌结构;Al2O3-40%TiO2涂层的平均硬度为687.2 HV0.1,同时粘结层起到了硬度梯度作用;在干摩擦条件下,45钢主要为严重的黏着磨损,而涂层的磨损主要以层状剥离为主,伴随着少量磨粒磨损,且磨损量低于45钢。在某舰艇主机正时齿轮密封失效部位表面使用Al2O3-40%TiO2涂层,大大提高了正时齿轮的使用寿命,为舰船关重部件的维修与再制造提供了技术支持和理论参考。

工艺参数对大气等离子喷涂Al_2O_3-40%TiO_2涂层性能影响

基于涂层的显微硬度、孔隙率和断裂韧性,利用四因素三水平正交试验并结合极差分析方法,对大气等离子喷涂Al2O3-40%Ti O2陶瓷涂层的喷涂电压、喷涂电流、主气流量、喷涂距离等4个工艺参数进行优化。结果表明:4个工艺参数因素相互交错影响着涂层的性能,且喷涂距离对涂层显微硬度影响较大,喷涂电压对涂层的孔隙率、断裂韧性有明显影响,对涂层的综合性能评分影响顺序是:喷涂电流>喷涂距离>主气流量>喷涂电压;优化的最佳工艺参数:喷涂电压为65V,喷涂电流为500A,主气流量为30L/min,喷涂距离为90mm;最优工艺参数制备的涂层显微硬度为1036.73HV0.1,孔隙率为0.9%,断裂韧性为19.87MPa?m1/2,涂层的结合强度为37.8MPa。

Al_2O_3-40%TiO_2陶瓷涂层残余应力的有限元分析

为分析大气等离子喷涂Al2O3-40%Ti O2复合陶瓷涂层在冷却过程中涂层崩裂的现象,本文采用有限元方法,研究了涂层内部残余应力分布情况,探讨了涂层厚度、孔隙、裂纹等因素对残余应力的影响。结果表明:基体与粘结层和粘结层与涂层的界面边缘处出现了应力集中区域,随着X尺寸(模型水平方向的距离)的增加,涂层及粘结层内部应力由压应力转变为拉应力;涂层厚度只对残余应力值有影响,对应力分布状态影响较小,随着涂层厚度的增加,X向(径向)应力逐渐增加,Y向(轴向)应力及剪切应力在界面边缘处急剧变化;大孔隙、纵向裂纹对涂层残余应力影响较大。有限元模拟分析较好的解释了涂层在冷却过程中涂层层状崩裂的现象。

装备修复用铜合金涂层制备方法及应用研究

目的为解决某型舰水泵叶轮轮毂等装备关键部件修复的难点问题,对电弧喷涂制备的铜合金涂层进行了重点研究。方法通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机、磨损试验机等对所制备的涂层的显微形貌、显微硬度、结合强度、抗冲蚀性能等进行了评定。结果采用电弧喷涂技术制备的铜合金涂层组织致密,涂层与基体之间的结合强度平均值为18.58 MPa,显微硬度平均值为187.5HV0.3,高于基体硬度,孔隙率平均值为4.1%,冲蚀角为30°和90°时,铜合金涂层的磨损质量分别为0.024 g和0.020 g,显示出优异的耐磨抗冲蚀性能。结论采用电弧喷涂技术在水泵叶轮轮毂表面制备了铜合金涂层,不仅恢复了原设计尺寸,而且大幅提升了水泵叶轮表面的耐磨抗冲蚀性能,同时基体不产生变形,不需要进行动平衡试验,节能节材,预计使用寿命可提高3倍以上。该技术可为大、新型装备其他关键铜质部件维修保障提供新思路和新方法。

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。

某型舰辅汽轮机转子汽封轴颈磨损改性修复及其摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45#钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,利用环块磨损试验机测试WC-12Co涂层和硬铬镀层与炭精试块对磨时的室温摩擦磨损性能,并通过显微硬度计和金相显微镜观察分析磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的综合性能指标明显高于硬铬镀层。将该技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈表面,可极大提高汽轮机转子的技战术性能,降低维修频率,延长使用寿命。

光纤传输激光熔覆装备维修技术研究

采用光纤传输激光熔覆加工系统分别在碳钢、铸铁、铜合金、铝合金试样表面制备了功能涂层;利用扫描电镜观察涂层的微观结构特征,利用显微硬度计、拉伸试验机、数显式高速环块磨损试验机测试涂层的相关性能。试验结果表明,采用激光熔覆技术能制备出与基材性能一致或性能显著优于基材的功能涂层。应用实践证明,采用激光熔覆技术对舰艇装备金属部件进行修复与强化是可行的,可大大提升装备维修能力和水平;采用光纤传输、柔性加工,机动性更强,为远程及舱内装备在线保障提供高新技术手段。

离子氮碳共渗后的氧化处理对40Cr钢耐蚀性能的影响

为了进一步提高离子氮碳共渗后40Cr钢的耐蚀性能,对离子氮碳共渗后的试样进行了后氧化处理。氧化处理分别采用不同氧化气氛的炉内氧化处理和盐浴氧化、高温发黑、水蒸汽氧化等。试样的耐蚀性能分别采用极化曲线和盐雾腐蚀试验法测定。试验结果表明,用w(H2)∶w(O2)=4∶1的混合气体进行炉内氧化处理的试样耐蚀性能最好。

提高国产金属针布热处理质量的途径

从热处理角度着手,讨论解决目前国产纺织金属针布普遍存在的色差大、使用寿命短等问题的途径。通过对国外知名品牌针布与国产针布的显微组织、表面形貌和硬度梯度等的对比分析发现,国产金属针布热处理工艺不合理和热处理质量低是造成针布使用寿命短的主要原因。针布生产厂应对针布生产过程中的每一道热处理工序的目的和应达到的目标都要有一个正确的理解。改进热处理生产工艺,优化热处理工艺参数,实现热处理工艺参数在线自动检测与控制,是提高国产针布齿条质量的有效途径。