A356铝合金的表面改性与耐磨及耐蚀性能研究

为了提升A356铝合金的表面耐磨耐蚀性能,采用等离子喷涂的方法在A356铝合金基体表面制备了4种高熵合金涂层(FeCoCrNi和FeCoCrNi+Mn/Cu/Ti),对比分析了各等离子喷涂涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐磨和耐蚀性能。结果表明4种等离子喷涂涂层中都可见面心立方固溶体和氧化物的衍射峰。在FeCoCrNi中加入Cu/Ti后,涂层中还出现了Cu/Ti的衍射峰。4种等离子喷涂涂层厚度都介于210~300μm,涂层与基体界面以机械结合为主。4种等离子喷涂涂层的硬度、平均摩擦系数都高于A356铝合金基体,磨损率从低至高顺序为:FeCoCrNi(涂层Ⅰ)<FeCoCrNiTi(涂层Ⅳ)<FeCoCrNiMn(涂层Ⅱ)<FeCoCrNiCu(涂层Ⅲ)<基体。相较A356铝合金基体,涂层的腐蚀电位发生正向移动,腐蚀电流密度和点蚀电位减小,Nyquist圆弧半径、阻抗模值|Z|0.01 Hz和电荷转移电阻Rct增大。4种等离子喷涂涂层的耐蚀性能都优于A356铝合金基体,且涂层Ⅳ的耐腐蚀性能最好。

新型高强轴承钢的热压缩变形行为与热加工图

以自行开发的贝氏体轴承钢为研究对象,采用热模拟试验机在变形温度900~1200℃、应变速率0.01~5 s^(-1)条件下进行单道次热压缩试验,研究了该钢的热压缩变形行为,基于真应力、真应变数据,建立热变形本构方程,并绘制热加工图。结果表明:当变形温度不低于1000℃、应变速率低于0.1 s^(-1)时,试验钢在热压缩过程中的动态再结晶较明显。在相同应变速率下,变形温度越高,峰值应力越小,到达峰值应力的真应变也越小;在相同变形温度下,应变速率越大,峰值应力越大,达到峰值应力的真应变也越大。试验钢的变形激活能为479.119 kJ·mol^(-1),明显大于传统GCr15马氏体轴承钢,说明在相同变形温度下试验钢更难以变形。试验钢适宜的热加工区间为变形温度900~1100℃、应变速率1.4~2 s^(-1)。

PLC控制下激光选区熔化Al-Mg-Mn合金及组织性能研究

采用基于PLC控制的激光选区熔化成形系统对Al-Mg-Mn合金进行了快速成形,研究了激光扫描速度对成形件致密度、显微组织、物相和硬度的影响,并考察了时效温度和时间对成形件压缩性能的影响。结果表明,随着激光扫描速度从700 mm/s增加至1 300 mm/s,成形试样的孔隙率逐渐上升、相对致密度逐渐减小,平行于沉积方向的熔池逐渐增大、熔合线变细,垂直于沉积方向可见交叉分布的多层沉积熔道,但在激光扫描速度为1 300 mm/s时熔道轮廓较为模糊;在相同激光扫描速度下,平行于沉积方向的平面的硬度要高于垂直于沉积方向的平面;随着激光扫描速度增加,XZ平面和XY平面的显微硬度先增后减,在激光扫描速度为900 mm/s时取得硬度最大值。随着时效温度升高或者时效时间延长,激光选区熔化成形试样的显微硬度、屈服强度和抗压强度先增加后减小,在时效温度为300℃和时效时间为6 h时取得最大值,这主要与此时合金中Al3(Sc,Zr)相的析出强化效果最好有关。

汽车用AZ91D合金的表面激光熔覆与性能研究

通过激光熔覆技术在AZ91D合金表面制备Al-TiC和Al-TiC-Y_(2)O_(3)熔覆层,研究Al∶TiC质量比和Y_(2)O_(3)添加量对熔覆层截面形貌、物相、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同Al∶TiC质量比的Al-TiC熔覆层和不同Y_(2)O_(3)添加量的Al-TiC-Y_(2)O_(3)复合熔覆层都与AZ91D合金基体实现了良好的冶金结合;Al-TiC熔覆层的主要物相为Ti_(3)AlC、TiC、Mg_(2)Al_(3)和Al_(3)Mg_(2),加入Y_(2)O_(3)后的Al-TiC-Y_(2)O_(3)熔覆层中新产生了Al_(3)Y和Al_(4)MgY相;当Al∶TiC质量比为8∶1、4∶1和2∶1时,相应的Al-TiC熔覆层的硬度约为AZ91D合金的2.75、3.24和3.94倍,而加入Y_(2)O_(3)后Al-TiC-Y_(2)O_(3)熔覆层的硬度进一步提升;不同Al∶TiC质量比Al-TiC熔覆层的耐腐蚀性能都高于AZ91D合金,且Al∶TiC质量比为8∶1时熔覆层的耐腐蚀性能最好,在此基础上添加原料质量0.6%的Y_(2)O_(3),Al-TiC-Y_(2)O_(3)复合熔覆层具有最高的硬度和最佳的耐腐蚀性能。