激光熔覆(Ti,W)C增强镍基涂层的性能

为了提高热轧高速钢工作辊的耐磨性,通过激光熔覆技术,在球墨铸铁基体上制备了(Ti,W)C质量分数分别为0%,10%,20%,30%的Inconel 625合金涂层.研究了(Ti,W)C颗粒对涂层微观结构、硬度和耐磨性的影响.(Ti,W)C颗粒均匀分布在涂层中,并与Inconel 625有良好的结合;涂层的硬度随着(Ti,W)C颗粒含量增加从HV0.2280提高到HV0.2424;在摩擦磨损过程中,(Ti,W)C颗粒作为硬质相抑制了磨损中基体材料的局部塑性变形,质量分数30%(Ti,W)C颗粒的Inconel 625合金涂层磨损量仅为0.015 mm^(3),平均摩擦系数为0.0616.证明添加适量的(Ti,W)C颗粒会显著提高Inconel 625合金涂层的硬度及耐磨性,并降低了摩擦系数.

激光熔覆制备高硬耐磨涂层的研究综述

高硬耐磨涂层指与基体间呈冶金结合,具有很强的局部抵抗压入能力及抵抗机械磨损能力的薄层。激光熔覆技术是一种新型、绿色、高效的表面处理技术,具有冷却速度快、稀释率小、热变形小、厚度可控等优点,在交通、矿山、石化、冶金等高端制造装备领域具有广阔的应用前景。从粉末设计、激光熔覆工艺、统计计算与仿真模拟、激光熔覆辅助技术等4个方面,综述了激光熔覆技术制备高硬耐磨涂层的研究进展。在粉末设计方面,以涂层优化结果为导向,综述了第二相强化型、细晶强化型、组织结构优化型及其他类型设计在制备高硬耐磨涂层方面的研究。在激光熔覆工艺方面,介绍了熔覆过程中工艺参数对涂层性能及质量的影响及作用机理,并提出了合理的优化建议。在统计计算和仿真模拟方面,概述了统计计算与仿真模拟在涂层制备、熔覆工艺优化、涂层组织性能优化及熔覆理论研究中的作用。在激光熔覆辅助技术方面,概述了声场、电场、磁场、热场、机械场及光谱检测等辅助技术,并介绍了辅助技术对调控涂层微观组织及性能的影响和作用机制。最后对激光熔覆制备高硬耐磨涂层及相关技术的研究进行了展望。

电弧增材制造铝合金的“控形”和“控性”技术研究现状

电弧增材制造铝合金具有沉积速度快、设备成本低、材料利用率高等优点,受到工业界和学术界的极大关注。但电弧增材制造固有的熔化和凝固特性决定最终材料存在“控形”“控性”的难题。本文从“控形”“控性”两方面对电弧增材制造铝合金的国内外进展进行分析,重点阐述了工艺参数优化、在线处理方式如基板预热、冷轧、熔池在线监测、微铸锻、搅拌摩擦焊等,以及后处理方式,讨论了不同技术的发展现状及趋势,并提出电弧增材制造铝合金“控形”“控性”的发展方向。

高钒半高速钢合金熔覆层回火态显微组织和性能

为了满足对轧辊表面快速修复的需求,采用激光熔覆技术,将自主设计并制备的高钒半高速钢合金粉末熔覆到轧辊合金钢表面,考虑到锻钢轧辊和激光熔覆层组织之间的差异性,为了稳定组织,对熔覆层进行回火处理,回火温度为500℃并保温2 h.结果表明,熔覆层的相组成主要是马氏体;其表面主要是细小等轴晶,晶内马氏体呈针状平行分布,回火后分解为铁素体和碳化物;其横截面的平均硬度为663.4 HV,是基体硬度的1.8倍;熔覆层平均摩擦系数为0.708,磨损率为6.142×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),磨损性能较基体提高25倍,磨损形貌较好,与磨损量结果保持一致.

扫描速度对激光熔覆Fe-Al合金熔覆层组织及性能的影响

为提高工程用高强钢的耐蚀性并降低使用材料成本,采用光纤激光器在Q960E高强钢表面以同轴送粉工艺制备Fe-Al合金熔覆层,研究不同扫描速度对组织及耐蚀性的影响.结果表明,熔覆层的晶粒形态与元素分布及含量都受到扫描速度的影响.物相主要由DO3结构的Fe3Al相和B2结构的FeAl相以共晶形式组成.熔覆层的硬度随扫描速度增加受晶粒细化的影响逐渐提高.3种扫描速度下的熔覆层自腐蚀电位随扫描速度增加先上升后下降,自腐蚀电流密度先减小后增大,经过极化后的熔覆层表面点蚀坑随扫描速度的增加先由深变浅,后点蚀坑面积扩大.

高硼钢的组织与性能

用真空感应炉制备硼分布均匀的高硼钢，分析了其铸态和热轧态的显微组织，钛的加入减少了在晶界处析出的铁硼相Fe2B，FeB的数量，改善了其在GB的分布状态，钛硼相TiB2弥散地分布在铁素体基体上，确定了高硼钢热轧成形的合理工艺参数为加热温度1080～1120℃。初轧温度1070～1110℃，终轧温度810～850℃，道次压下量约10％～20％，采用多道次循环轧制，随后的冷却方式为空冷，热轧后高硼钢的力学性能得到明显提高。

B对冷轧IF钢板焊接疲劳性能的影响

对比研究了B对Ti添加和Ti、Nb复合添加的冷轧IF钢板经电阻焊接前后的显微组织和疲劳性能的影响·结果表明 ,B可以细化这两种IF钢的退火组织和焊接热影响区组织 ,改善晶界结合强度 ,提高焊接疲劳强度·疲劳断口分析结果表明 ,IF钢焊后表现为沿晶断裂特征 ,B可使IF钢断裂特征得以改善 。

应力集中对2024铝合金高周疲劳寿命的影响

研究了2024铝合金常温下的高周疲劳性能,获得了2024铝合金在不同应力状态下的S-N曲线.分析了疲劳试样的断口形貌和裂纹萌生/扩展机理,以及疲劳试样的组织结构与疲劳性能之间的关系.结果表明,疲劳极限随着应力集中系数的增加而降低,当应力集中系数相同时,疲劳极限随着应力比的减小而降低;2024铝合金的疲劳断口以穿晶断裂为主;第二相颗粒起到了阻碍疲劳裂纹扩展的作用,使2024铝合金的高周疲劳强度得到了明显提高.

新时期工程硕士培养面临的挑战及对策

分析了新时期对材料与冶金领域工程硕士研究生培养质量的要求和挑战。提出了工程硕士培养的全面素质质量观:既要注重创新能力的培养,又要结合国情,把培养的重点放在引进、解释、传播和应用上,使国外现成的科学技术与我国的经济建设实际有效地结合起来,使国外技术国土化;在遵循知识的整体性及人的发展规律的前提下,通过构筑因材施教的课程体系和采用信息技术改进教学手段等措施来确保工程硕士的培养质量。

硼对冷轧IF钢板疲劳性能的影响

对比研究了Ｂ对添加Ｔｉ和复合添加Ｔｉ、Ｎｂ 的冷轧ＩＦ钢板的显微组织和疲劳性能的影响。研究结果表明，Ｂ可以细化这两种ＩＦ钢的退火组织，改善晶界结合强度，提高疲劳强度。疲劳断口分析结果表明，不加Ｂ的ＩＦ钢表现出沿晶断裂特征，加Ｂ后可使ＩＦ钢断裂性能得以改善，表现出穿晶断裂特征。

激光加成技术

综述了激光加成技术的国内外现状和新进展·这种通过添加而不是减少材料来成形的新技术在广泛的军事与民用领域中得到了应用·金属和陶瓷材料在激光加成过程中容易出现表面粗糙、充型不足、层间内应力、烧结疏松、熔覆开裂、球化团聚等现象,会严重妨害所成形材料及结构的品质·提出了一种激光反应加成新技术,可以制备出致密、性能优异的若干金属间化合物和金属基复合材料·

机械合金化La-Ni-Al粉的相转变

以La，Ni及Al金属粉末为原料．采用机械合金化，制备了LaNi4Al合金粉末。实验结果表明．在机械合金化过程中，LaNi4Al合金的合成与原料粉末组成和机械合金化的时间有关，机械合金化时间存在一个临界范围，在此范围内，LaNi4Al合金可以稳定存在，超过这一范围便发生分解。在本实验条件下，这一范围以8～16h为佳。此外，还分析了机械合金化过程中的晶粒细化现象。

铸态γ-TiAl合金的激光气相渗氮组织

采用波长为 10 6 μm的连续CO2 激光束对铸态γ TiAl合金进行表面气相渗氮处理 ,形成深度为 5 0～ 40 0 μm渗氮层。用X Ray衍射、SEM、EPMA技术研究了表面渗氮层的微观组织与结构。渗氮层厚度、氮化物尺寸、形貌和分布随激光渗氮工艺不同而异。氮化物主要由TiN、Ti2 AlN组成 ,以颗粒状、针状、枝晶状等形貌存在。分析了贫铝层的形成原因、渗氮反应过程、以及对流对氮化物形貌与分布的影响。

2024 铝合金涂覆 Ni,Fe 和 Cu 激光表面合金化

研究了２０２４铝合金涂Ｎｉ、Ｆｅ和Ｃｕ激光表面合金化．结果表明，在分别涂有Ｎｉ、Ｆｅ和Ｃｕ的合金层，分别形成了Ｎｉ３Ａｌ，Ｆｅ３Ａｌ，ＦｅＡｌ和Ｃｕ９Ａｌ４等金属间化合物．由于各种金属间化合物的形成，在合金化层与基体之间形成了无孔洞、无夹杂的冶金结合，使合金表面硬度提高２～３倍．

激光局部强化 40Cr 钢的缺口疲劳寿命分析

运用弹塑性有限元法对４０Ｃｒ钢经激光局部强化前后材料的缺口局部应力应变场进行理论分析．对于强化层内存在的残余压应力按初应力考虑计及其对疲劳裂纹萌生的影响．选取形变功密度于潜在萌生裂纹长度上的平均值作为描述疲劳损伤的控制参量，建立其与萌生寿命之间的宏观规律，为强化材料的寿命估算提供依据．

Ti-Fe-Ni-La 合金的组织结构与吸放氢特性

研究了ＴｉＦｅＮｉＬａ合金的组织结构与吸放氢性能．利用光学金相显微技术，Ｘ射线衍射技术和电子探针分析了合金成分变化对其金相组织、第二相形态及分布的影响．利用自制真空吸氢反应器测试了合金的放氢ＰＣＴ曲线和最大吸氢量．解释了稀土元素在改善合金吸氢特性方面的作用机制．

40Cr钢无搭接激光强化层的疲劳裂纹萌生

用无搭接法强化40Cr钢局部应力集中部位后,研究对宏观疲劳裂纹萌生的影响.结果表明,在细晶强化、马氏体强化和残余压应力等微观强化机制作用下,40Cr钢的条件疲劳极限大幅度提高.强化后的疲劳规律表明激光局部强化在抗结构疲劳设计中的优势在于低应力高循环区域.

热作模具钢表面激光熔覆StelliteX-40钴基合金

利用 2kWCO2 连续激光在H13热作模具钢表面熔覆StelliteX-40钴基合金,选择最佳的交互作用时间进行激光熔覆处理,可获得均匀细小的熔覆层组织。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、磨损试验机及动电位极化技术对熔覆层的组织结构、元素分布、磨损性能及电化学腐蚀性能进行了系统研究。结果表明,H13热作模具钢经激光熔覆StelliteX-40钴基合金后,其抗磨损及腐蚀性能得到明显改善,经生产实际应用寿命考核,采用激光熔覆处理的H13钢模具,使用寿命提高 3倍以上。

2A97铝锂合金时效行为研究

通过DSC、XRD、TEM、硬度测试和拉伸测试等手段,研究了2A97铝锂合金时效组织和性能变化。结果表明:2A97合金淬火后在165℃时效18h的显微组织以θ″/θ′和δ′相为主,出现了大量分布不均匀T1相。在165℃时效,随时间延长,T1数量密度增加,平均长度减小,δ′数量密度增加,θ′数量密度和长度增加。在165℃时效18h得到较高的强度和塑性。淬火变形后于135℃时效的组织以细小θ″/θ′、T1和δ′为主,T1和θ″/θ′数量明显高于未变形时效组织。淬火变形后于135℃时效36h的强度明显提高,σ0.2,σb和δ5分别为441MPa,519MPa和7.4%。

预变形对高强Al-Cu-Li-X铝锂合金组织和性能影响

采用拉伸试验、扫描电镜和透射电镜等测试手段，研究了固溶淬火后预变形程度对新型高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97组织和性能的影响。结果表明：随预变形量增加，135℃时效48h合金强度明显提高，塑性缓慢下降，变形量为4．7％合金的抗拉强度为584MPa，延伸率为12．6％，淬火后的预变形量控制在4％-6％得到比较理想的强塑性匹配。预变形促进基体乃相析出，并使其显著细化和均匀分布。