Mo对铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金组织及性能的影响

采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)C_(2)Mo_(1)合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°<111>变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08 MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23 GPa·%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

目的研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO3^2-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5%NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10^-9A/cm^2和-0.34V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。

退火工艺对冷轧态CoCrNi中熵合金组织与性能的影响

为研究冷轧态的CoCrNi中熵合金组织与性能的演变,采用真空电弧熔炼法制备CoCrNi中熵合金并进行双辊冷轧轧制,采用不同的热处理工艺,对冷轧后的试样进行退火处理。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析其组织与结构的变化;通过显微硬度测试和拉伸试验研究其性能变化。研究结果表明:CoCrNi中熵合金冷轧后退火处理,没有新相的产生,依然是单一FCC结构;在退火过程中发生了再结晶现象,当退火温度为900℃时,由于温度较低,再结晶发生缓慢,随退火时间延长,显微硬度从456 HV降至215 HV,屈服强度从1570 MPa降至400 MPa,塑性从5%提高至69%,组织逐渐转变为再结晶后的等轴晶;当退火温度提高至1000℃时,能快速完成再结晶,退火10 min时,显微硬度为219 HV,屈服强度和塑性分别为315 MPa和71%,随退火时间延长,组织与性能变化均无明显变化;当退火温度继续提高至1100℃时,由于退火温度较高,再结晶迅速完成,退火10 min时,显微硬度为199 HV,屈服强度和塑性分别为351 MPa和77%,随退火时间和温度的增加,发生晶粒长大,影响材料性能。

Zr靶功率对(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜微观组织及性能的影响

目的提高(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术,通过对Zr靶功率的调控,在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面形貌进行观察,利用XRD对薄膜的物相组成进行分析,采用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机分别对薄膜的硬度、膜基结合力及摩擦磨损性能进行表征,通过氧–乙炔烧蚀试验对薄膜的抗烧蚀性能进行测定。结果(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜主要由FCC和BCC固溶体结构组成,Zr元素引入后,薄膜FCC(200)晶面衍射峰消失,FCC(111)与(311)晶面衍射峰强度增强。随着Zr靶功率的增加,薄膜中Zr元素含量逐渐增加,薄膜的硬度与弹性模量先增大、后减小,膜基结合力呈现不规律变化,薄膜的抗烧蚀性能逐渐提升。薄膜的摩擦系数随着Zr靶功率的增加而增大,但维持在0.65~0.95。当Zr靶功率为40 W时,制备的薄膜硬度、弹性模量及膜基结合力均达到最大,分别为27.9 GPa、291.3 GPa、84 N,此时薄膜的磨痕深度最小为227 nm。结论Zr靶功率为40 W时制备的薄膜硬度、弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损与抗烧蚀性能最佳。

电压对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

研究了电压对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜相结构、微观形貌和耐磨性的影响。结果表明,随工作电压增大,微弧氧化陶瓷膜的厚度增大,表面粗糙度和显微硬度先增大后减小,耐磨性先变好后变差。电压为500 V时,所得的微弧氧化陶瓷膜厚度为12.5μm,显微硬度最高(407 HV),耐磨性最佳。

质子交换膜燃料电池极板及其表面改性研究进展

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的部件中,双极板(bipolar plates,BPs)是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40%、80%、50%。传统的PEMFCs因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成其体积和质量较大,这增加了汽车的重量,缩小了汽车底盘的可用空间,影响了质子交换膜燃料电池汽车的性能。因此开发体积小、成本低、制备工艺简单的双极板对推进质子交换膜燃料电池的商业化应用具有重要意义。金属双极板因其成本低、力学性能好、导电性、导热性、体积相对易控等特点,在PEMFCs领域备受关注。但金属双极板在PEMFCs环境中易生成钝化膜,导致其接触电阻增加。因此,如何在提高金属双极板耐蚀性的同时,保持良好的导电性,是当前对PEMFCs研究的重点。本文综述了石墨、复合材料和金属双极板制备工艺及表面改性方法。讨论了双极板及其表面碳化物涂层、金属涂层和氮化物涂层的优缺点,并比较了这些涂层在PEMFCs环境下的耐腐蚀性和界面接触电阻性能。