烧结温度对(Ti_(5)Si_(3)+TiC+TiB)/Ti复合材料组织和力学性能的影响

为了获得性能优异的钛基复合材料和解决单一增强相对性能提升有限等问题,以Ti粉、SiC粉、TiB_(2)粉、C粉为原料,采用粉末冶金法,在不同烧结温度下原位自生制备了(Ti_(5)Si_(3)+TiC+TiB)/Ti复合材料。通过XRD、SEM、万能试验机等设备表征了复合材料的微观组织和力学性能。结果表明:随烧结温度的升高,复合材料的致密度提高,平均晶粒尺寸逐渐增大;烧结温度的升高使增强相数量增加的同时减少了较低烧结温度下的团聚现象。复合材料的洛氏硬度、屈服强度、抗拉强度随烧结温度的升高先增大后减小,断裂应变下降不显著。在1300℃下,(Ti_(5)Si_(3)+TiC+TiB)/Ti具有最佳的综合力学性能,烧结态试样的抗压强度达到最高2435 MPa,屈服强度1649 MPa,洛氏硬度49.1HRC,断裂应变28.7%。分析可知,微米尺寸的TiC、TiB和亚微米尺寸的Ti_(5)Si_(3)增强相的协同作用在显著提高复合材料强度的同时也保持了一定的塑性。(Ti_(5)Si_(3)+TiC+TiB)/Ti复合材料的增强方式以细晶强化、弥散强化和载荷传递强化为主。

碳热还原法制备V_8C_7粉末的研究

以工业级粉状五氧化二钒和纳米碳黑为原料,经过干燥、球磨混料,最后在氩气保护的碳管炉中加热处理可得到单一物相的V8C7粉末。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同反应温度下的反应产物进行了分析。结果表明,500℃时,反应物可转化为VO2;当温度升高到1350℃时,钒的氧化物全部转变为C原子无序分布的VC1-x,温度在约1500℃时,即可获得相组成单一,晶粒尺寸分布较窄约46nm,平均粒径约600nm的类球形V8C7粉末。

V2O5碳热还原合成碳化钒粉末的反应过程

为了实现小批量连续化制备碳化钒粉末,以工业级V2O5和纳米炭黑为原料,利用碳热还原法,在常压下碳管炉中得到了V8C7。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM),分析了合成过程。结果表明:在较低的温度下,纳米炭黑将V2O5还原为VO2;随着合成温度的升高,还原为更低价的V2O3,但没有VO生成;接着发生碳化反应,生成VC1-x、V8C7,合成的各阶段相互重叠;在合成过程中,试样的显微组织因物相不同而有所不同,生成的钒氧化物为炭黑附着的颗粒状大团聚体,VC1-x粉末颗粒呈类球形,但大小不均匀;随着温度升高,合成的最终产物V8C7粉末颗粒呈球形或类球形,大小均匀,粒度为1μm左右;还原碳化过程中,产生的气体有CO、CO2。

一步还原法制备超细碳化钒铬粉末

以偏钒酸铵、氧化铬、纳米炭黑为原料,利用碳热还原法制备超细碳化钒铬粉末。采用X射线衍射仪、热重-差热分析仪和扫描电子显微镜对反应过程进行分析,结果表明:1 100℃时,氧化铬和氧化钒的碳化反应完成,得到碳化钒和碳化铬的混合粉末,粉末由平均粒径为0.6μm的类球形颗粒组成;1 200℃时,得到由V3Cr2C5和Cr2VC2组成的碳化钒铬固溶粉末,粉末颗粒均匀分散,形貌呈球形或类球形,平均粒径为0.8μm。

Al_2Ca金属间化合物对AZ31镁合金晶粒细化的影响（英文）

采用真空熔炼方法制备Al_2Ca金属间化合物并将其添加到AZ31镁合金中,研究其添加量对铸态AZ31镁合金晶粒细化的影响,同时讨论其晶粒细化机理。结果表明:添加1.1%Al_2Ca(质量分数)可使得铸态AZ31镁合金晶粒尺寸从354μm细化到198μm,且经Al_2Ca细化后,合金晶粒的热稳定性良好。晶粒细化的机理是溶质效应和Al_2Ca的异质形核协同作用。

原料粉末对制备碳化钒的影响

为工业化生产提供实验室研究基础,本文以V2O5和纳米碳黑为原料,利用碳热还原法,在常压下碳管炉中得到了V8C7粉末。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM),分析了原料对反应进程的影响。结果表明:采用普通球磨干混的方式时,比表面积(BET)为112m2/g的碳黑可以加速反应进程,过低或过高都不利于反应的进行;细粒径的V2O5原始粉末可明显加快反应进程,最终得到大小均匀,粒度1μm以下的球形碳化钒粉末。反应机理研究表明,固-固反应的速率与反应组元的颗粒大小和混合均匀程度,以及不同反应组元之间的接触面积有很大关系。

开放体系下碳热还原法制备碳氮化钛粉末的研究

在开放体系下,采用碳热还原氮化的方法制备出了碳氮化钛粉末。结合TG、DSC、XRD、SEM等分析测试手段对开放体系下TiO2的碳热还原氮化的反应过程,以及该过程中的物相演变进行了研究。结果表明,随着温度的升高,反应过程中的物相演变遵循TiO2(anatase)→TiO2(rutile)→Ti4O7→Ti3O5→Ti(N,O)→Ti(C,N,O)→Ti(C,N)的顺序;1355℃时,对应着中间氧化物Ti3O5向立方相Ti(C,N,O)的转变,该过程在整个反应进程中转化速度最快;当m(Ti)∶m(C)=1∶2.7,氮气流量为500ml/min,1600℃下保温3h的情况下,可获得晶粒大小为40.9nm的TiC0.704N0.296粉末。

真空烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备WC-13(TiC+TaC)-8Co-1(VC+Cr3C2)硬质合金,研究了不同烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,提高烧结温度有利于提高合金的致密度,但是过高的烧结温度会导致晶粒长大,使合金致密度下降;合金的硬度、抗弯强度和矫顽力随着真空烧结温度的提高先增大后减小;相对磁饱和强度随着烧结温度的升高呈现下降的趋势;1 400℃烧结的合金综合性能较好,合金的相对密度99.6%、抗弯强度1 992 MPa,硬度92.3 HRA,矫顽力34.3 k A/m,相对磁饱和强度为76.5%。

碳热还原氮化法制备碳氮化钒的研究

以工业级五氧化二钒(V2O5)和纳米碳黑为原料,在氮气气氛下利用碳热还原法合成了碳氮化钒(V(C1-xNx))粉末。通过XRD、SEM测试方法对不同配碳量、不同反应温度下的反应产物进行了表征,结果表明:按配碳量为24.8%的化学计量配比的原料在1200～1250℃的温度范围内反应后可获得物相单一、含氮量相对较高、平均粒径大约为500nm的V(C1-xNx)固溶体粉末;低于1150℃的温度下合成的粉末中含有未反应完全的氧化物存在;高于1250℃的温度下反应开始向碳化方向转变,导致x值降低,且粉体颗粒间存在桥联和熔融现象。

表层富立方相功能梯度硬质合金的烧结工艺

本文对表层富立方相功能梯度硬质合金的三套烧结工艺进行了分析和对比。结果表明:烧结工艺的主要影响因素包括烧结温度、烧结时间及充气方式。在满足梯度层组织结构要求的前提下,应尽量降低烧结温度、缩短烧结时间,以防止晶粒粗化。气体在液相出现后充入,可加快反应速率且有利于消除孔隙。所制备的样品表面均生成了梯度层,其主要成分为富含Ti元素的立方相组织。根据分析结果,笔者对烧结工艺进行了重新设计。在液相温度进行气氛烧结后,控制降温曲线,在固相阶段进行保温烧结,以进一步增加梯度层厚度,同时对梯度层进行均匀化处理,消除内应力。

Φ700mm轧机轧辊断裂失效分析

根据Φ700mm轧机用H11轧辊的工况,采用化学成分分析、力学性能检测、显微组织和断口观察等方法对其断裂失效原因进行了分析。结果表明:轧辊断裂性质是弯曲-扭转疲劳断裂;其断口上有多个疲劳源,疲劳源位于轧辊的表面或次表面;由于轧辊材料部分元素含量超标,轧辊表面硬度比标准规定的低,而且材料中存在较多弥散分布的Al2O3、MnS等氧化物和硫化物夹杂,这些都是产生疲劳裂纹的内因;在扭转和弯曲应力共同作用下,疲劳裂纹从轧辊轴径过渡圆角处等应力集中区域开始萌生,并沿与轴径呈约45°的方向扩展,最终导致轧辊断裂失效。

钪在轻合金中的强化机制与应用现状

本文对钪元素在铝、镁和钛3种轻合金中的强化机制和应用现状进行了分析和对比。钪在铝合金中产生共晶反应,通过形成与基体共格的Al_(3)Sc相对合金的微观组织和力学性能产生影响。钪在镁合金中产生包晶反应,可通过αMg/βSc固态相变和中间相γMgSc来调控合金微观组织和力学性能。钪和钛之间不形成中间相,βSc和βTi之间可形成连续固溶体,αSc和αTi只能有限互溶。含钪铝合金已获得实际应用,含钪镁合金和含钪钛合金仍未见实际应用的公开报道。3种轻合金的最新国家标准中,均未推出含钪的合金牌号。

TaC含量对YG类稀土硬质合金性能的影响

采用5种不同TaC含量的超细WC-Co类稀土硬质合金粉体,经过高能球磨72 h,冷压成型后在1 380℃下真空烧结制备成硬质合金试样.重点讨论TaC含量对合金性能和微观结构的影响.结果表明,TaC的加入有利于提高合金的物理性能,并且有晶粒长大抑制作用.

喂线球化的主要影响因素与评价

对于喂线法球化处理与其他常用的球化方法在熔炼条件、铸件大小、生产批量、镁的收得率、球化处理温度损失、操作的安全性和现场的环境友好性等方面的技术优势和不足进行了分析比较。结果表明,经喂线球化处理的铸件,其质量一致性好、过程环境友好和易于自动化控制。

梯度硬质合金表面的氮势控制

综述表面富立方相梯度硬质合金的制备工艺及影响因素,重点讨论合金成分、处理温度和氮气压力对合金表面氮势和微观结构的影响.实验表明,提高Ti含量和增加氮气压力,有利于表面梯度层形成;处理温度应根据合金成分来具体确定.

梯度硬质合金的发展趋势

对梯度硬质合金的发展趋势进行综述.对其微观结构、使用性能及形成机理进行分析,并对表层富立方相梯度硬质合金进行相关研究.研究表明,表层富立方相梯度硬质合金以其特殊的结构和优异的性能将成为梯度硬质合金的最新发展方向.

不连续增强钛基复合材料的研究进展

不连续增强相能有效改善钛基体的力学性能,提高钛基体的耐磨性、高温强度和抗氧化性,拓宽了钛合金的应用领域。陶瓷增强相具有硬度高、耐磨性好、热稳定、成本低廉等优点,成为不连续增强钛基复合材料的首选增强相,其中使用最为广泛的是TiC颗粒和TiB纤维。纳米碳材料因具有高弹性模量以及高抗拉强度等优异性能,可有效改善复合材料的强度、塑性,被用来制备高比强度的钛基复合材料,近年来成为最具潜力增强体材料。本文从增强体材料的选择出发,归纳总结了近十年不连续增强钛基复合材料的研究进展,综述了不同增强体材料对钛基体组织与力学性能的影响以及强化机理,提出进一步的研究方向,为提高钛基复合材料的整体性能和扩大其应用范围提供一定的依据。

基于曲面响应法的大气等离子喷涂La2Ce2O7涂层粒子特性与微观结构研究

根据Box-Behnken曲面响应法,利用Design Expert软件设计了大气等离子喷涂三个工艺参数(电流I、氩气流量、氢气流量)的三水平回归分析试验,通过SprayWatch-2i系统在线测试La2Ce2O7粒子飞行速度及表面温度,经统计分析得到粒子温度和速度的回归模型。采用扫描电镜表征涂层微观结构,并利用Image-Pro-Plus图像分析软件计算未熔颗粒面积分数和孔隙率。结果表明,La2Ce2O7粒子速度符合线性模型,电流、氩气流量是影响粒子速度的主要因素,而氢气流量对粒子速度的影响不显著。粒子速度随氩气流量和电流增大而线性增长。当氩气流量为120 L·min-1,电流为600 A,氢气流量为10 L·min-1时,粒子速度达到最大。粒子温度符合二次模型,氩气流量、电流以及两者之间的相互作用是影响粒子温度的最主要因素。当氩气流量为74.22 L·min-1,电流为543.96 A,氢气流量为10 L·min-1时,粒子温度达到最大。粒子熔化状态提高,涂层未熔颗粒下降。

热处理对Mg-3.4Al-2Ca合金组织与力学性能的影响

对铸态Mg-3.4Al-2Ca合金进行先固溶热处理,再进行热挤压变形处理,研究了固溶热处理对铸态和挤压态合金组织以及挤压态合金力学性能的影响。结果表明,与未固溶处理相比,高温固溶处理可使镁合金中亚稳(Mg,Al)2Ca相转变为稳定的Al_(2)Ca相。挤压后合金发生完全再结晶,晶粒细小均匀,Al_(2)Ca第二相破碎成颗粒状,且有大量亚微米级Al_(2)Ca分布于合金中。固溶处理再挤压合金比仅固溶处理合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了25.0%、9.5%和15.1%。

7050铝合金锻件固溶处理工艺优化研究

目的研究不同固溶温度和固溶保温时间对航空某锻件7050铝合金组织和性能演变规律的影响,优化7050铝合金锻件的固溶热处理工艺参数。方法通过采用金相组织观察、SEM分析、EBSD测试、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,对比研究合金组织变化如何影响力学性能。结果随着固溶温度的升高(474~483℃),合金再结晶分数逐渐升高,峰值时效处理后,合金抗拉强度先升高后降低;固溶保温时间(2~5 h)对合金组织与拉伸性能的影响不明显;最优热处理工艺为477℃×4 h固溶处理,而后进行121℃×6 h+177℃×5 h双级时效。热处理后的力学性能:屈服强度为510 MPa,抗拉强度为558 MPa,伸长率为13.6%,电导率为22.7 MS/m。结论与固溶时间相比,固溶温度对7050铝合金组织和拉伸性能的影响较大,对合理选择航空用7050铝合金锻件的热处理工艺具有指导意义。