镁合金表面热喷涂及扩散处理

采用热喷涂法，在AZ91D镁合金表面制备Al—Al2O3／TiO2梯度涂层，为增强涂层与基体的结合强度，在380～420℃保温处理2h。用SEM、EPMA分析了涂层形貌与成分；并对涂层耐热震性及耐磨性、耐蚀性进行了测试。结果表明：涂层与基体之间产生了Al—Mg扩散，形成了良好的结合。涂层具有较高的硬度、耐磨性及抗热震性。

镁合金电子束焊接接头微观组织特征

镁合金熔点低、热导率高、线膨胀系数大、表面张力小,焊接后易出现夹杂、脆性相和气孔等。针对以上问题,进行AZ61镁合金真空电子束焊接研究。对优化工艺条件下电子束焊接接头的微观组织、相结构和硬度分布进行了详细分析研究。结果表明,AZ61镁合金电子束焊接接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄,焊缝为细小的等轴晶,晶粒尺寸5～10μm;焊缝区域主要由细小的α-Mg和Mg17Al12相组成。焊缝硬度高于母材,说明电子束焊接是焊接AZ61镁合金厚板材料的有效方法。

碳氮共渗预处理对渗硼层组织性能的影响

研究了碳氮共渗对16Mn钢渗硼层组织结构和性能的影响。结果表明,碳氮共渗预处理使渗硼层的组织、显微硬度分布、脆性、耐磨性比单一渗硼层有明显的改善。碳氮共渗预处理可以得到具有较强支撑作用的过渡层,从而使耐磨性提高。通过复合渗处理的灰砂砖模板,其使用寿命可提高2～3倍。

激光熔覆技术及其在模具中的应用

激光熔覆技术是现代表面工程技术中的一种极有发展前途的高新技术。概述了激光熔覆技术的工艺特点、熔覆材料和工艺方法。文中采用NiCrBSi合金粉末,对灰铸铁玻璃模具进行了激光熔覆表面改性处理,使模具寿命提高了10倍。

强流脉冲电子束改性过程温度场数值模拟

强流脉冲电子束表面改性过程具有非稳态、有内热源的温度场特点,利用ANSYS软件对其温度场进行了数值模拟。以纯镁板材为实验材料,采用强流脉冲电子束装置对试样表面进行了脉冲次数为10次的辐照处理。建立了强流脉冲电子束表面改性过程内热源的一维物理模型,并在实验和理论基础上对电子束改性过程中的温度场演化进行了数值模拟。模拟结果显示,所建立的物理模型与实验结果较为吻合。

AZ61镁合金真空电子束焊接温度场数值模拟

对板厚10 mm AZ61镁合金板材进行了真空电子束焊接数值模拟研究.利用有限元模型以及三维移动双椭球热源模型,采用数值模拟的方法研究了电子束流与焊接过程温度场及焊缝熔深之间的关系.结果表明,建立的模型能够获得电子束深熔型焊接的效果,模拟焊缝成形及焊缝区、热影响区温度场分布与试验焊缝成形及实际电子束焊接特点较为一致,这也证明了该模型在AZ61镁合金电子束平板对焊有限元模拟中有较好的适用性.

H13钢激光熔覆Co基涂层组织及热疲劳性能

针对热作模具用H13钢工况下易产生热疲劳失效的问题,采用Nd:YAG激光器在H13钢表面制备Co基合金涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层组织、合金元素分布及物相组成进行检测。利用显微硬度计和热震实验法,测试热疲劳对Co基合金涂层和淬火回火态H13钢硬度影响。结果表明,Co基合金涂层从底部到表层,依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。Co基合金涂层物相主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成,热疲劳后涂层表面形成M_2O_3和M_3O_4(M=Fe,Co,Cr)氧化物。Co基合金涂层硬度最高可达706HV0.2且呈梯度降低;热循环1000次后,Co基合金涂层表面硬度降低24.4%,H13钢表面硬度降低37.7%,Co基合金涂层硬度下降幅度低于H13钢。热循环1000次后,Co基合金涂层表面未发现明显热裂纹,H13钢表面形成大量网状热裂纹。Co基合金涂层中,Cr元素形成致密Cr_2O_3氧化膜使其热疲劳性能优于H13钢。

镁合金表面铝涂层研究进展

镁合金在现代工业中有着广泛的应用前景,但较差的耐蚀性能限制了其发展,沉积铝涂层技术作为改善镁合金表面性能的新技术得到了关注。综述了镁合金表面沉积铝涂层的技术研究现状,分析了此种技术的优势,介绍了在镁合金表面沉积铝涂层的几种主要方法:扩散铝涂层、物理气相沉积、化学气相沉积、高能束熔覆等,分析了各自的优缺点,并展望了镁合金表面铝涂层技术的发展趋势。

热作模具钢激光表面改性研究现状

综述了激光表面改性技术在热作模具钢表面改性中的应用现状;介绍了激光相变硬化、激光熔凝、激光合金化及激光熔覆对热作模具钢表面组织结构和性能的影响,并对热作模具钢激光表面改性技术进行了展望。

镁合金表面电子束熔覆铝涂层

为提高镁合金表面耐蚀性，采用火焰喷涂与高能电子束重熔技术在AZ91D镁合金表面制备了A1涂层。分析了涂层的微观组织结构和各区域的元素分布情况，测试了涂层硬度与耐蚀性。结果表明，在电子束重熔过程中，Al—Mg元素在涂层与基体间产生了明显的扩散，呈现交错的界面结合特征。涂层主要由熔覆区、合金化区和热影响区三部分组成，其中合金化层为典型的树枝晶结构。由于涂层中形成大量金属间化合物如Mg2Al3、Mg17Al12，使硬度由基体的70～80 HV0.05提高到220 HV0.06。这些相的存在也显著的提高了AZ91D镁合金表面的耐蚀性。

低碳钢喷铝扩散法渗铝的组织分析

研究了20钢表面火焰喷涂铝后扩散处理工艺。通过SEM和EPMA分析了喷铝扩散渗层的组织结构及成分变化情况,并进行了显微硬度测试。结果表明:喷铝扩散涂层由表及里依次为ζ相(FeAl2),2β相(FeAl),1β相(Fe3Al)相及α相,其中2β相为主要相,各相间平衡过渡。渗层具有较高的硬度。

30CrMnMoTi钢表面激光熔覆NiCrBSi涂层的组织及耐磨性研究

利用YAG激光器,采用预置粉末法在30CrMnMoTi钢表面制备NiCrBSi涂层。借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层微观组织和物相组成。结果表明:在优化的工艺参数下,激光熔覆的Ni基涂层致密,无明显气孔、裂纹等缺陷;组织形貌从结合区到表层依次为:平面晶→树枝晶→较小树枝晶和等轴晶;物相主要由γ-(Ni,Fe)、Ni3B、Cr B、M7C3和M23C6相组成。Ni基涂层硬度最高可达830HV0.2,其耐磨性能明显优于基体。

电子束焊接工艺参数对镁合金接头形貌及性能影响的研究

本文以10mm厚的AZ61镁合金为研究对象,分析了聚焦电流、焊接束流、焊接速度等焊接工艺参数的变化对焊缝正面和背面成形的影响;焊接热输入量的变化对焊缝接头组织形貌的影响以及随硬度值的变化而产生的情况。结果表明,通过改变聚焦电流,可以改变聚焦位置,使背面焊缝产生"适度熔透"、"仅熔池透"和"未熔透"三种典型的熔透状态;改变焊接束流和焊接速度也可以产生不同熔透的特点的焊缝成形。随着焊接热输入量增加,接头部位微观组织发生明显变化,等轴晶α-Mg尺寸和细小的白色粒状β相含量均有增加趋势。硬度测试结果表明,焊缝熔合区处的硬度平均值均大于母材值。

车身钢板及不同电泳膜厚对耐蚀性的影响研究

模拟车身内腔电泳情况,在普通钢板和镀锌钢板两种材料表面电泳4种不同膜厚涂层进行中性盐雾试验。采用扫描电镜等分析手段,探讨锈蚀产生的过程、原因和规律。试验结果表明:电泳涂膜的耐水性、耐盐雾性一般,已发生穿透腐蚀;在涂膜破损的情况下,涂膜厚度增加对阻止破损处锈蚀蔓延的作用不大;在涂膜完好的情况下,涂膜厚度增加,屏蔽作用加强,防锈效果显著;普通钢板试样腐蚀以点蚀形式进行,镀锌钢板试样腐蚀以全面腐蚀形式进行,普通钢板试样更易出现锈穿现象。

材料科学与工程专业实践教学环节的现状与对策

分析重庆工学院材料科学与工程学院材料科学与工程专业实践教学方面存在的问题,提出了相应的改革措施。

激光表面合金化裂纹的研究

对铸铁进行了大量的激光表面合金化试验研究 ,找出了工艺参数、基材类型。

变速箱同步环喷钼工艺

为提高变速箱同步环的耐磨性、抗烧蚀能力 ,延长其使用寿命 ,对同步环内锥面进行喷钼工艺处理。结果表明 。

硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响

通过金相分析、硬度测试、磨损测定，研究了硼硫共渗对渗硼层组织和性能的影响。结果表明：在渗硼剂中加入Ｎａ２Ｓ２Ｏ３，对渗硼工艺过程具有促进作用，能降低渗硼温度，缩短渗硼时间，且硼硫共渗可降低摩擦系数。

激光熔覆AlCoCrFeNiCu高熵合金工艺优化及耐蚀性研究

目的通过脉冲Nd:YAG固体激光器在Q235钢表面熔覆AlCoCrFeNiCu高熵合金涂层,改善其表面性能。方法采用正交实验法优化激光熔覆工艺参数,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)、显微硬度仪分析涂层的物相组成、显微组织、元素成分以及硬度分布。采用三电极体系对高熵合金涂层的极化性能以及电化学阻抗谱(EIS)进行测试,研究高熵合金涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果以稀释率和硬度为响应并进行极差和方差分析,最终得出的最佳工艺参数如下:铺粉厚度为1.25 mm,扫描速度为180 mm/min,电流大小为220 A,离焦量为-7 mm。高熵合金涂层物相由富Cu的FCC相以及富(Al,Ni)的BCC相双相构成。表层微观组织为细小、均匀的等轴晶,中部为粗大的柱状树枝晶,涂层底部与基体结合处出现明显的平面晶。Cu元素在枝晶间出现轻微偏析。涂层最高硬度达到521HV0.2,是基体的2.7倍。在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,AlCoCrFeNiCu高熵合金涂层较基体有更正的自腐蚀电位、更小的自腐蚀电流密度、更大的容抗弧半径以及阻抗模值,表现出良好的耐蚀性。结论激光熔覆技术制得的高熵合金涂层成形良好、性能优异,AlCoCrFeNiCu高熵合金涂层能有效提高基体耐蚀性,起到保护作用。

Effect of Rare Earths on Structure and Properties of Carbonitriding Boronizing Combined Treatment

The microstructure, thickness, microhardness and wear resistance of single-boronizing, carbonitriding+boronizing and carbonitriding+RE-boronizing layers of 16Mn steel were investigated respectively. Effect of rare earths on microstructure and properties of the penetrated layer were studied and the mechanism of effects of rare earths was discussed. The result showed that the structure, microhardness, brittleness and wear resistance of the penetrated layer after carbonitriding+ RE-boronizing were better than that of conventional boronizing and carbonitriding, especially the wear resistance of boronized layer was increased remarkably. The RE-boronizing layer of the steel is single phase Fe2B, and RE elements enhanced Fe2B (002) direction texture. The distribution of rare earth element (La) in the layer was non-uniform. RE content is higher between borides than that of the interior of borides. An optimum value of the addition of RE element in the agent was 8%. The average service life of the 16Mn steel brick mould treated by carbonitriding+RE-boronizing was 1.5 times as long as the service life of the mould treated by carbonitriding-boronizing.