喷丸处理对2219铝合金扩散连接影响研究

采用湿喷丸技术处理铝合金表面,研究喷丸强度对2219铝合金扩散连接的影响。结果表明:随着喷丸强度的提高,表面粗糙度由0.1 mm N的1.917μm增加到0.3 mm N的3.401μm,且过大的喷丸强度易导致表面出现轻微的剥落损伤现象;喷丸强化提供的残余应力场可以促进界面的扩散连接过程,一方面加速溶质原子扩散并在界面聚集成相且与氧化物产生交互作用;另一方面促进再结晶晶粒形成,利用新晶界的动态迁移过程消除原始界面,两者共同作用提升了界面的愈合效果,0.1 mm N时界面剪切强度可由无喷丸的12.6 MPa提升至41.1 MPa。

Sc对Al-Bi偏晶合金凝固组织及耐磨性影响的研究

采用微合金化的方法,研究了稀土元素Sc对Al-Bi偏晶合金凝固组织及耐磨性的影响。通过OM、SEM、TEM、XRD多功能材料表面性能测试仪等设备对试样进行检测分析。结果表明:微量Sc元素的加入降低了富Bi相的形核能,增加了形核位置,有效地改善了富Bi相的成分偏析现象,减小了Al基体的晶粒大小。同时微量Sc元素能显著提高Al-Bi合金的硬度及摩擦系数,当Sc含量在0.25 wt%时硬度与摩擦系数皆取得极大值,此时较未加Sc时,硬度提升了109%,摩擦系数提升了33%。当Sc的含量增加到1 wt%时,试样中发现了密集的Al3Sc相,具有规则的几何轮廓,并且有明显的偏聚行为。富Bi相与Al3Sc相两种相单独析出,互不干涉。

冷喷涂对7050铝合金FSW接头耐应力腐蚀性能的影响

采用冷喷涂技术在7050铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面进行纯Al涂层的制备,研究冷喷涂对FSW接头耐应力腐蚀性能的改善作用,并对其改善因素进行探索。结果表明,冷喷涂后的FSW接头的耐应力腐蚀性能有明显的提高,应力腐蚀断裂时间从24 h内延长至480 h以上,断裂位置也从前进侧热影响区变为焊核区。纯Al涂层沉积厚度约500μm,孔隙率较低,仅0.74%,均匀分布于接头上表面,无氧化和粉末粒子堆积现象,可在海水腐蚀环境中为接头提供较好的物理防护作用,有效改善接头的应力腐蚀敏感性及腐蚀环境对应力腐蚀的促进作用。冷喷涂层对接头产生压应力,可显著降低接头的残余拉应力,减少内外拉应力的交互作用,延缓应力腐蚀开裂速度。

2A97铝锂合金的化学铣切工艺研究

通过高频疲劳试验、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等方法对经过3种不同化铣槽液处理的2A97铝锂合金薄板表面粗糙度、疲劳性能和合金的微观组织缺陷进行了研究。结果表明:与未添加硫化钠或三乙醇胺的槽液相比,同时添加硫化钠和三乙醇胺的化铣槽液化学铣切性能更佳,化铣后的材料表面平整,微观缺陷数量较少,尺寸较小,表面粗糙度达到Ra≤1.6μm,疲劳寿命可达到3.71×10^(5)N。硫化钠和三乙醇胺的加入能有效缓解合金的局部腐蚀,使铝合金表面与化铣槽液腐蚀更加均匀,形成的微观缺陷数量更少,尺寸更小,因此,能获得更好的表面粗糙度结果和更优的疲劳性能。

8030铝合金常温硬质氧化工艺及性能研究

文章选用一定浓度的硫酸、酒石酸、草酸作为阳极氧化电解液,通过控制电解液配比、电流密度等参数,成功开发出铝合金常温硬质氧化工艺。该工艺下,电解液温度控制在15~20℃可制备合格硬质氧化膜。膜层耐蚀性好,中性盐雾试验1200 h未出现点腐蚀,磷铬酸失重实验失重指标为3.4 mg/dm^(2)。硬度较高,显微硬度测试结果为489 HV,与硫酸硬质氧化膜硬度接近,远高于普通阳极氧化膜硬度。

钛及钛合金阳极氧化膜层显色影响因素研究进展

钛及钛合金由于颜色单一,无法满足人们在生活家居装饰方面的需求。通过阳极氧化,可在钛及钛合金表面生成不同颜色的氧化薄膜,且工艺简单、成本低廉,因而广受关注。基于钛及钛合金阳极氧化显色的薄膜干涉原理,系统讨论和总结了氧化电压、氧化时间、氧化温度、电解液成分、合金成分、织构取向、预处理这7个阳极氧化工艺参数对氧化膜层色彩和显色均匀性的影响,旨在推进钛及钛合金阳极氧化工艺的应用。

激光冲击强化对TA15钛合金小孔结构残余应力和疲劳性能的影响

采用激光能量30 J、圆形光斑φ4 mm,冲击2次工艺对TA15钛合金小孔结构进行激光冲击强化,研究激光冲击强化对小孔结构残余应力和疲劳性能的影响。结果表明:激光冲击强化后TA15钛合金表面显微硬度最高达402 HV,相对于母材提高了约9%且冲击硬化层深度为0.8 mm;激光冲击强化后在材料表面引入高达-908 MPa的残余压应力,相比于喷丸强化提高了54%;激光冲击强化残余压应力层深度可达1 mm,明显大于喷丸强化残余压应力层深度0.28 mm,较高的残余压应力可以抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,而较深的残余压应力层有利于降低裂纹扩展速率,延长裂纹扩展寿命。激光冲击强化可有效提高TA15钛合金小孔结构在385 MPa应力水平下的疲劳寿命,相比于未强化试样的疲劳寿命增益在86%~337%,明显优于喷丸强化后疲劳寿命增益。这是由于残余压应力可降低裂纹扩展的门槛值和裂纹尖端的有效应力强度因子,使疲劳裂纹源从孔内壁转移至试样的上/下表面,同时减小疲劳条带间距。

船用TA5钛合金的激光表面清洗技术研究

分析了钛合金激光清洗过程机理,研究了船用TA5钛合金激光清洗技术,对比分析了TA5钛合金表面油污、丙酮清洗、激光清洗3种状态的表面微观形貌和化学成分;研究了焊缝表面黄色、蓝色、紫色3种不同氧化程度的TA5钛合金焊缝激光清洗的效果;研究了在焊前激光清洗状态下TA5钛合金焊接接头接头金相组织、拉伸强度、弯曲性能。结果表明:钛合金激光清洗效果明显,可有效去除杂质污染物和氧化层,效果优于丙酮清洗;激光清洗后3种焊缝均呈银白色,焊缝表面氧元素含量在8.26wt%~8.65wt%之间,激光清洗后焊缝表面质量基本一致;接头焊缝区组织为针状α和锯齿状α相,热影响区组织为等轴α、针状α以及锯齿状α,接头拉伸强度平均值为767 MPa,高于母材,接头断裂于母材处,接头弯曲性能良好,钛合金激光清洗具有很好的工程应用前景。

铝合金弹壳的发展历程和研究现状

介绍了国内外铝合金弹壳的发展历程和研究现状,论述了铝合金弹壳的特点和优势,重点介绍了目前铝合金弹壳的制备方法和工艺流程,展望了铝合金弹壳的发展方向和应用前景。

铝合金原位表面处理方式及修理应用研究

研究了打磨、磷酸阳极化、AC-130-2这3种方式处理后的粘接件的力学性能,并通过原子能谱、接触角、扫描电镜等阐明了差异产生的原因,结合不同修理方式的平均耗时,为飞机分级维修提供依据。结果表明:打磨处理后试验件的承载性能恢复到了原结构的80.27%,疲劳仅为损伤件的1.6倍,平均耗时约35 min,只可满足结构抢修要求。磷酸阳极化可增大粘附力,但操作复杂,耗时可达118 min,适用于蒙皮等结构维修。AC-130-2可在铝合金表面形成复合层,破坏载荷可恢复92.42%,疲劳寿命可达11024次循环,可被广泛用于不同级别的铝合金结构修理。

6061铝合金型材阳极氧化条斑缺陷分析与控制技术研究

针对汽车空调阀用6061合金型材氧化后局部区域的褐色条斑状缺陷进行了系统研究。采用光学显微镜、扫描电镜、辉光光谱仪和涡轮测厚仪等分析了型材横截面和表面组织、氧化膜厚度等,找出了导致产品缺陷的原因,并提出了解决办法。

基于缓蚀剂微/纳米容器的智能自修复涂层研究进展

涂层技术是常用的金属腐蚀防护手段。随着材料的服役环境日益严苛,采用传统的涂覆方法只能起到被动防护的作用,一旦涂层受损则会失效。近年来发展起来的智能自修复防腐涂层可根据环境变化自主修复涂层受损处,增强涂层的防护能力,延长金属基体(钢、镁、铝及其合金)的使用寿命。本文综述了国内外基于负载缓蚀剂的微/纳米容器的自修复涂层在金属腐蚀防护方面取得的最新成果,介绍了不同类型的微/纳米容器的特点及对缓蚀剂的负载与控制释放行为,包括介孔纳米颗粒(二氧化硅、二氧化钛等)、无机粘土(多水高岭石、类水滑石、沸石)等无机纳米容器,聚合物微胶囊、纳米纤维、壳聚糖、环糊精等有机纳米容器,碳纳米管、石墨烯等碳材料,以及多种微/纳米容器的复合应用,并对不同微/纳米容器的优点及缺点进行总结。最后,提出了基于缓蚀剂微/纳米容器自修复防腐涂层研究中存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

GB/T 39330—2020《钛合金铸件表面处理技术规范》解读

介绍了GB/T 39330―2020《钛合金铸件表面处理技术规范》国家标准的制定过程,分别在标准范围、规范性引用文件、钛合金铸件的表面处理等方面详细论述了标准内容,分析了标准的技术特点。根据标准的内容指出了与相应国外标准在技术水平上的差异,并介绍了其应用范围。

空心铝挤压型材氧化色差带成因分析及对策

通过金相测试、SEM及EDS分析、硬度测试、电导率测试及自腐蚀电位测试对空心挤压铝合金型材阳极氧化色差带成因进行了分析。根据分析结果得出:氧化色差带主要是因挤压在线淬火不均匀,导致同一面上型材组织不均匀造成的。通过光学显微镜观察发现色差带与正常位置组织差异大:正常位置晶界清晰可见,色差带处晶粒内部分布着大量黑褐色弥散物,色差带位置的硬度、抗拉强度较正常位置分别低32 HV、65 MPa,屈服强度不合格,比正常位置低87 MPa。电导率趋势与力学性能趋势相反,色差带位置和正常位置的自腐蚀电位存在差异,导致阳极氧化出现差异性。

3D打印Ta10W合金防护涂层失效因素分析

文章对3D打印Ta10W合金表面制备高温抗氧化防护涂层后在高温高压下工作时防护涂层出现脱落因素通过金相、SEM、EDS等方法进行分析,研究了3D打印Ta10W合金防护涂层在温度1700~1800℃,压力5~8 MPa高温高压下工作时防护涂层失效原因。研究结果表明,由于3D打印Ta10W合金表面粗糙且疏松,导致涂层与基体之间结合不牢固,在高温下涂层软化,当受到高压气流或液流冲击使涂层逐渐剥落。

无氟无镍中温封孔剂的优势探讨及影响因素

文章主要介绍了无氟无镍中温封孔剂作为铝合金氧化膜封孔剂,在铝合金阳极氧化工艺生产中起到的作用和优势,以及在工业型材生产中,用硝酸浸磷铬酸、磷酸钼酸钠腐蚀失重的检测方法来验证和探讨无氟无镍中温封孔剂较合适的封孔条件。

微弧氧化-溶胶凝胶复合表面技术改善铝合金的耐腐蚀性能

通过微弧氧化-溶胶凝胶复合表面处理技术来提高铝合金的耐腐蚀性能,分析了多层凝胶层对6061铝合金耐腐蚀性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电化学分析等方法对膜层的表面形貌、化学组成、结构以及耐腐蚀性能进行了表征。研究表明:TiO2溶胶渗入微弧氧化陶瓷膜的微孔以及裂纹中,能有效阻挡腐蚀介质的扩散和渗透;复合处理后的试样较仅微弧氧化处理更平滑、致密;膜层除了γ-Al2O3相外,经高温退火处理后出现TiO2锐钛矿,并形成较好的晶相结构;在3.5%NaCl溶液中的室温电化学行为中,复合处理较微弧氧化处理后的试样自腐蚀电位上升最高约400 mV,自腐蚀电流密度最高减小约3个数量级,极化电阻明显增大;随着凝胶层厚度的增加耐腐蚀性能逐渐增强,但当凝胶层数大于4时,膜层龟裂现象严重,并导致耐腐蚀性能开始下滑。

苛刻工况条件下钛合金管材的腐蚀电化学特性研究

通过室内模拟腐蚀失重试验以及高温高压原位电化学测试分析,研究了TC4钛合金在苛刻腐蚀环境中的电化学特性。结果表明：在模拟含CO2和H2S地层水腐蚀环境中,TC4钛合金具有极其优越的抗均匀腐蚀及点蚀性。在180℃时均匀腐蚀速率仅为0.0008mm/a。TC4钛合金的阳极极化曲线均存在明显钝化区,钝化膜起到良好的保护作用,腐蚀速率仍保持在较低水平;极化电阻随温度的升高而减小,抗腐蚀性有所减弱。但在高达180℃时其钝化膜仍具有良好的热力学稳定性,表现出了较好的抗CO2和H2S腐蚀性;钛合金钝化膜的半导体类型为n型,具有阳离子选择性,可排斥Cl-等侵蚀性离子对钝化膜的侵蚀,有很强的耐蚀性。

新型固体缓蚀剂对45钢的缓蚀性能

针对传统Lan-5缓蚀剂固液双剂使用不便的缺陷,以硫脲代替液体苯胺制备出了一种单剂固体复合型缓蚀剂,并分别借助腐蚀试验、极化曲线等方法研究了其在10%HCl、10%H2SO4及10%HNO3介质中对45钢的缓蚀性能。结果表明,添加0.45%的新型固体缓蚀剂可使45钢在3种酸介质中的缓蚀率均达85%以上。极化曲线测试结果表明,新型固体缓蚀剂可以明显地降低45钢在3种酸介质中的腐蚀电流,说明使用硫脲替代液体苯胺制备新型固体复合缓蚀剂是可行的。

铜合金表面激光熔覆Ni基涂层的工艺研究

研究了铜合金表面激光熔覆Ni基合金涂层的工艺。研究了工艺参数对熔覆层的形貌、显微硬度、稀释率、显微组织的影响。通过设计正交实验并利用极差分析确定了影响熔覆层硬度的关键因素。结果表明,熔覆过程中合适的热输入范围为112500～133333.3 kJ/m^2。热输入太低,熔覆层和基体之间达不到冶金结合;热输入太高,稀释率会增大。激光功率对熔覆层的显微硬度因素最大,然后为扫描速度和离焦量。