Mo添加对WC-Ni硬质合金微结构及性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和性能检测等方法研究了不同Mo添加量对WC-Ni-Mo硬质合金的WC粒度、硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能的影响。结果表明:在研究的成分范围内(w(Mo)=1.5%~2.0%),WC的平均晶粒尺寸基本不随Mo添加量的变化而变化;随Mo添加量的增加,WC-Ni-Mo硬质合金的硬度略微有所下降,而摩擦磨损性能得到提升。Mo质量分数为2%的WC-Ni-Mo硬质合金在酸性溶液中的耐腐蚀能力要高于Mo质量分数为1.5%的合金,并且具有更好的电化学稳定性。总体来看,WC-8.0%Ni-2.0%Mo合金的综合性能优于WC-8.5%Ni-1.5%Mo硬质合金。

150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

冲击加载-卸载-再加载条件下Cr-Ni-Mo钢的层裂损伤

基于一级轻气炮加载技术,利用不同类型的多层复合飞片,实现了冲击加载-卸载-再加载路径,结合回收表征以及一维流体力学模拟,对Cr-Ni-Mo钢在冲击加载-卸载-再加载路径下的层裂损伤行为进行了深入研究。结果表明,在冲击加载-卸载-再加载路径下,层裂面会重新闭合并形成微损伤带,而孔洞位置仍然位于原奥氏体边界和板条群边界处,裂纹仍保持穿晶+沿晶的混合断裂模式。此外,第1层飞片与样品之间存在的较大阻抗差异会导致自由面速度中的再加载信号缺失。这些发现为深入理解Cr-Ni-Mo钢在复杂加载路径下的层裂行为提供了重要参考。

Ni-Mo-Y-Gr复合材料的制备及其在宽温域条件下的摩擦学性能

采用放电等离子烧结技术制备了Ni-Mo-Y-Gr(石墨烯)自润滑复合材料,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉曼及高温摩擦实验机对复合材料的微观组织、成分、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:Ni-Mo-Y-Gr复合材料的组织均匀致密,随着石墨烯含量的增加,复合材料的密度、硬度及屈服强度呈下降趋势,实际密度大于计算理论密度,即复合材料制备过程中发生了冶金熔合与固溶;Ni-Mo-Y-Gr复合材料在室温至600℃范围内具有较低的摩擦系数及磨损率,表明其具有较好的摩擦学性能;在室温、200和400℃时石墨烯起到了良好的润滑作用,在600℃时的主要润滑相为石墨烯、NiO、MoO2、MoO3和NiMoO_(4);在800℃时形成NiMoO_(4)及镍钼的氧化物,难以形成完整、有效的润滑层,从而使复合材料的摩擦学性能有所下降。

回火温度对Mn-Cr-Ni-Mo钢调质后组织与性能的影响

以Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢为研究对象,在JMatPro软件模拟的基础上,采取组织分析与性能测试等方法研究了不同回火温度条件下的组织与性能。结果表明:试验钢经淬火后的显微组织为板条贝氏体+多边形块状铁素体+马氏体,再经600~700℃高温回火时,随着回火温度的提高,马氏体和贝氏体先后逐渐转变,碳化物析出量提升,出现晶粒细化现象,平均晶粒度提高,这些组织变化导致材料强度和硬度降低而冲击韧性上升。在640℃回火时出现二次硬化现象,导致强度有所提高,冲击韧性相对略有下降,且在0~-40℃时的冲击值无明显变化,保持较高的强-韧性匹配。Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢采用910℃淬火+640℃回火的热处理工艺方案可行,能满足试验钢生产X60、X65和X70等钢级管线管的技术要求。这种用单一钢种生产多个不同钢级的钢管是保障生产管理、降低成本和提升效益的重要途径,有助于提升管线管产品的市场竞争力。

粉末锻造Al_(2)O_(3)颗粒增强Fe–Ni–Mo–C–Cu复合材料的组织与性能

通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al_(2)O_(3)颗粒强化的Fe–Ni–Mo–C–Cu(Q61)复合材料,并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明:当Al_(2)O_(3)质量分数为0.15%时,增强颗粒在基体内分布均匀;相较于同种状态下不添加增强颗粒的单一Q61,调质态复合材料的硬度从HRC 38增至HRC 39.8,屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa,延伸率从12%降至6.5%;淬火态复合材料的硬度从HRC 61.5增至HRC 63.2,磨损率从5.27×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降至3.08×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的磨损率(3.34×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1))。当Al_(2)O_(3)质量分数大于0.15%时,Al_(2)O_(3)颗粒逐渐偏聚,虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加,但塑性严重退化,且淬火态复合材料磨损率增加,耐磨性变差。综合来看,添加0.15%Al_(2)O_(3)颗粒强化Q61复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能,而在淬火态下表现出良好的抗摩擦磨损能力。

P550不锈钢表面激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的实验研究

采用激光熔覆技术在P550无磁不锈钢表面制备了Ni-Cr-Mo耐蚀合金熔覆层,研究了激光扫描速率对磁性能与耐蚀性的影响。结果表明:激光扫描速率为1 cm/s时,熔覆后样品的磁性显著增加,相对磁导率由1.005增至1.012,矫顽力由28.075 Oe增至163.197 Oe,剩磁由0.125 Gs增至1.627 Gs;当扫描速率大于5 cm/s时,熔覆后的样品无磁性能良好。激光扫描速率较低时,热影响区内发生多晶转变,生成高温铁素体,高温铁素体具有铁磁性,从而使样品磁性显著增加。P550无磁不锈钢钝化区窄,点蚀电位为0.146 VSCE,动电位极化后样品表面出现大量点蚀坑。而Ni-Cr-Mo合金熔覆层的钝化区较宽且稳定,点蚀电位高达0.866 VSCE,熔覆层耐点蚀能力显著优于P550无磁不锈钢;随扫描速率的提高,熔覆层的钝化电流密度下降,阻抗模值增大。这是因为随扫描速率的提高,熔覆层晶粒尺寸细化、元素偏析减弱,有利于生成均匀、稳定、致密的钝化膜。

核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件的热处理

Mn-Ni-Mo钢具有良好的焊接性能、较好的强韧性和抗中子辐照脆化性能,常用于制作压水堆核电容器用大锻件。但Mn-Ni-Mo钢的淬透性中等,先进核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件难以通过常规热处理获得所需要的高性能。2000年以来,上海电气上重铸锻有限公司(简称上重)联合上海交通大学在材料特性、热处理工艺和淬火装置等方面进行了试验研究,结果显著提升了核电容器用Mn-Ni-Mo钢大锻件的热处理技术水平,上重制造的核电容器用大锻件性能达到了国际先进水平。

热处理对Ni-Mo-W三元镀层微观组织与力学性能的影响

三元Ni-Mo-W电沉积涂层使用钨酸钠作为钨源,钼酸钠作为钼源制备。对采用钨酸钠浓度为20 g/L、钼酸钠浓度为10 g/L制备的Ni Mo10W20试样分别在300、400、500℃下进行热处理。结果表明,当镀液中钨酸钠浓度逐渐增加时,镀层中钨含量也随之增加,钼含量减少;镀层在500℃下热处理晶粒明显长大。对Ni-Mo-W合金镀层进行X射线衍射(XRD)试验发现,镀层在500℃下结晶状态最好,而W含量对于镀层无明显影响。通过纳米压痕硬度与弹性模量变化曲线可知,随着热处理温度的升高,Ni Mo10W20试样镀层硬度缓慢降低,但在300~400℃的热处理,硬度有所提升;随着镀层中W含量的增加,镀层硬度缓慢增大。因此,Mo与W元素的加入可以增加镍基镀层的热稳定性和高温力学性能。

Ni-Mo-BN复合镀层热处理前后组织与力学性能的研究

通过直流电沉积的方式在铜片基体表面制备不同BN含量的Ni-Mo-BN复合镀层,研究了镀液中不同浓度的BN粉末(5、10、15、20 g/L)以及Ni-Mo-BN镀层在经退火热处理后BN对膜层微观组织及硬度的影响规律。结果表明:电流密度在2 A/dm^(2)、BN添加量为10 g/L、电镀15 min得到的镀层综合性能最优良。随着镀液中BN浓度的增加,所得镀层中BN含量先升高,后下降。当镀液中BN浓度为10 g/L时,能在基体表面沉积最多的BN,且此时的晶粒尺寸较小,对膜层的力学性能提升最为显著。膜层硬度与BN在膜层中的含量呈正相关,但当在镀液中添加的BN含量过高时,BN会产生团聚现象,不仅会让BN的沉积率降低,同时也会让晶粒尺寸增大,使膜层的力学性能下降。此外,通过对试样进行600℃退火热处理,可对镀层的硬度、耐磨性等性能的提升起到极大的促进作用。

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm^(2),沉积时间60min,温度30℃。在1.0 mol/LKOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm^(2)下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24h时电流密度保持稳定,2000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。

镁改性对Ni-Mo/Al_(2)O_(3)体系催化剂烯烃选择性能的影响

为探究助剂改性对催化加氢催化剂烯烃芳烃选择性能的影响,采用超声辅助沉淀法制备出不同镁含量的系列Mg-Al_(2)O_(3)载体,后采用等体积浸渍法制备出Ni-Mo/Mg-Al_(2)O_(3)催化剂,并对催化剂进行了XRD、BET、XPS、NH_(3)-TPD和H_(2)-TPR等表征分析。结果显示,引入的镁助剂与氧化铝载体有效结合改善了催化剂的孔道织构特性,降低了催化剂的酸性,改善了活性组分的分布形态,促进了更多活性更高的NiMoS-Ⅱ型相的生成。在固定床加氢反应器中,使用催化裂解汽油(DCC汽油)作为评价原料,探究催化剂的加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)性能及催化剂对芳烃和烯烃选择性的影响。结果表明,经过镁助剂改性的催化剂,产物加氢脱硫脱氮率能达到99.9%,并且当镁助剂引入量为3%(质量分数)时,烯烃饱和率大于99%,芳烃损失率仅为7.2%。镁助剂的引入有效提高了催化剂的加氢脱硫脱氮能力,通过对Mg助剂含量的控制可以调变催化剂的烯烃芳烃选择性能,对目前催化加氢催化剂选择性能的提升具有较大的研究意义。

西太平洋深海环境中Ni-Cr-Mo-V高强钢的腐蚀行为

采用深海高效串型试验装置对Ni-Cr-Mo-V高强钢在西太平洋深海环境中进行了深海腐蚀试验,并利用扫描电镜、能谱仪、拉曼光谱仪和扫描开尔文探针等方法,研究了该钢在500,800,1200,2000 m海深下的腐蚀行为。结果表明:Ni-Cr-Mo-V高强钢在500,800,1200,2000 m深海环境中暴露1 a后的腐蚀速率分别为0.130,0.096,0.093,0.081 mm/a,腐蚀速率随深度的增加逐渐减小;在深海环境中,该钢表面形成浅碟状点蚀坑,部分区域点蚀坑合并形成均匀腐蚀形貌;该钢在深海环境中的腐蚀产物主要包括α-Fe_(2)O_(3)、γ-FeOOH与α-FeOOH。

热处理工艺对高强度Mn-Mo-Ni核电钢板组织和NDT温度的影响

通过高倍显微镜、扫描电镜,对30 mm、90 mm厚度高强度Mn-Mo-Ni核电用钢板在不同热处理状态下的组织和断裂韧性展开研究,并依据ASTM E208-95a(R2000)标准分别测定了30 mm厚度钢板表面、90 mm厚度钢板厚度1/4处在不同热处理状态下的无塑性转变(NDT)温度,对比分析试验钢板NDT温度产生差异的原因。结果表明:淬火+回火工艺生产的钢板相比于正火+回火工艺生产的钢板,其NDT温度明显降低;不同淬火+回火工艺生产的钢板,其板厚1/4处NDT温度也存在差异。

基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙率Ni-Mo催化剂制备及催化特超稠油降黏效果评价

塔河油田特超稠油在井筒掺稀降黏开采过程中掺稀比高、频繁上返异常,难以实现经济有效开采。针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,以1,3-丙二醇、仲钼酸铵和硝酸镍为原料,研发了一种基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙度Ni-Mo催化剂,评价了其地面改质降黏效果。结果表明,三叶形γ-Al_(2)O_(3)催化剂载体具有圆柱形孔隙结构,孔隙直径以5~11 nm为主。Ni-Mo催化剂可以将特超稠油的黏度(50℃)从28 200 mPa·s降至298 mPa·s,降黏率为98.94%,密度从1.0070 g/mL降至0.8724 g/mL;同时,饱和烃的含量显著增加,胶质和沥青质的含量大幅降低。地面催化改质降黏与改质稀油回掺相结合的开采技术能有效降低特超稠油黏度,地面催化改质效果良好,可有效节约掺稀油用量,提升开采效果。

大型核电汽轮机用Cr-Ni-Mo-V钢中间轴制造工艺研究

阐述了使用Cr-Ni-Mo-V钢制造大型核电汽轮机中间轴锻件的制造工艺特点,对其冶炼、锻造、热处理工艺进行研究和产品试制,并通过理化检验评价,满足产品技术要求,验证了制造工艺的合理性和可行性。

电沉积制备Cu-Ni-Mo三元电极及其析氢性能

目的制备一种在碱性溶液中具有高效、低成本等优点的铜基析氢阴极材料。方法在35℃下采用直流电沉积法,在泡沫镍(NF)表面分别沉积Cu-Ni、Cu-Ni-Mo镀层,制备Cu-Ni/NF、Cu-Ni-Mo/NF析氢电极。利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征电极的表面形貌、结构元素含量及物相。通过电化学阻抗技术(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)测定电极的析氢性能和催化活性。结果经Mo掺杂后,Mo在Cu-Ni-Mo三元合金中以置换型固溶体的形式存在,与二元镀层相比,增大了镀层的晶格常数。Cu-Ni-Mo/NF三元电极在电流密度10 mV/cm^(2)下,过电位仅为116 mV,塔费尔斜率为104 mV/dec,电荷转移电阻为15.34Ω,电化学活性比表面积(ECSA)为22.33,相较于Cu-Ni/NF二元电极,分别降低了68 mV、27 mV/dec、15.48Ω,ECSA值提高了7.95,且循环稳定性较好。结论引入第3种元素Mo,改变了Cu-Ni二元电极的镀层形貌,使晶粒细化,表现为微粒紧密堆积而成的球胞状结构,从而提升了电极材料的比表面积,为析氢反应提供了更多的活性位点,有助于提高析氢反应效率。由于三金属间的协同作用,与Cu-Ni二元电极相比,Cu-Ni-Mo三元电极显示出更优异的析氢催化性能。

铜表面激光熔覆制备Ni-Cu-Mo覆层的显微组织及其摩擦磨损性能

为提高铜材料的耐磨性能,在铜基体上激光熔覆了纯Ni、Ni-20Cu、Ni-20Cu-10Mo及Ni-20Cu-15Mo(摩尔分数,%)四种覆层,分析了Ni-20Cu-10Mo覆层的显微组织,并研究了铜基体及覆层的摩擦磨损行为,考察了Ni、Cu、Mo元素含量对激光熔覆制备覆层的组织及其耐磨性能的影响。结果表明:覆层均以Ni基固溶体为主要物相,呈平面晶-胞状树枝晶-等轴晶的非平衡凝固形态;纯Ni、Ni-20Cu、Ni-20Cu-10Mo及Ni-20Cu-15Mo覆层的显微硬度分别为137.0HV、141.4HV、151.3HV、143.7HV,平均摩擦因数分别为0.64、0.54、0.16、0.42;相对于铜基体而言,四种覆层的显微硬度分别提升了22.65%、26.59%、35.45%和28.65%,平均摩擦因数分别提升了29.67%、40.66%、82.42%、53.85%;其中,Ni-20Cu-10Mo覆层的平均摩擦因数最低(0.16),是铜基体的17.58%,使铜基体的摩擦磨损机制由黏着磨损机制向磨粒磨损机制转变。

Ni-Mo-Cr镍基模型高温合金中热暴露条件对TCP相析出规律的影响

本文利用扫描电镜和透射电镜,对经过不同条件热暴露实验后的Ni-20Mo-10Cr(at.%)模型合金进行研究,分析析出TCP相的物相类型及元素分布,从而找到TCP相的析出规律。研究结果表明:样品经过900℃/3 h热暴露实验后析出μ相,EDS结果表明合金中产生Mo元素的富集,Cr元素并不富集。样品经过800℃/20 h+900℃/3 h热暴露实验后析出δ相,EDS结果表明合金中产生Mo元素和Cr元素的富集。

喷丸强化对Cr-Ni-Mo系高强钢的摩擦磨损性能影响

采用喷丸强化对Cr-Ni-Mo系高强钢进行强化处理,利用销盘式摩擦磨损试验机考察了喷丸前后试样的摩擦磨损性能,研究了喷丸强化对Cr-Ni-Mo系高强钢试样的表面形貌、微观结构、显微硬度、残余应力和摩擦磨损特性的影响,进一步揭示了销盘接触摩擦过程中喷丸处理的强化机理.结果表明:喷丸强化在材料表层形成了塑性变形层并产生了位错区域,但提高了表面粗糙度;随着喷丸气压和覆盖率的增加,试样的表层显微硬度和表面残余压应力值显著提高;同时,喷丸试样表面形成的冲击弹坑改善了接触界面润滑效果,喷丸试样的摩擦系数由未处理试样的0.073最大降至0.023,其磨损率由1.25×10^(-5)mm^(3)/(N·m)最大降至0.81×10^(-5)mm^(3)/(N·m),平均摩擦系数最大降低68.49%,磨损率最大降低了35.20%;此外,原始试样的磨损机理为犁沟,喷丸试样主要为犁沟、氧化磨损和黏结磨损.