氮化硼对电火花强化钛合金强化层的影响

为探究氮化硼对钛合金强化层组织与性能的影响,通过在准干式工作介质中混入单一粉末BN及混合粉末BN+Al,采用混粉准干式电火花表面强化技术对TC4钛合金进行表面强化。对不同强化工艺参数下的强化层微观组织形貌、裂纹分布、表面粗糙度及显微硬度等进行分析。结果表明:2种粉末条件下生成的强化层微观组织形貌均呈放射型花瓣状,且裂纹在强化层表面具有类似的分布特点,但BN+Al粉末条件下获得的强化层更加平整致密,且裂纹数量及延展长度都明显下降;强化层表面显微硬度较原始TC4钛合金相比均有大幅提高,当峰值电流为8.2 A时,添加BN和BN+Al的2种粉末条件下获得的强化层显微硬度分别达到1695.2 HV和1722.4 HV。混合粉末BN+Al介质下获得的强化层微观形貌比单一粉末BN条件下获得的强化层微观形貌更加平整致密,微裂纹的数量和延展长度明显减少。

压痕法评价钛铌合金表面(TiNb)C强化层显微硬度及断裂韧性

采用压痕法研究了钛铌合金表面(TiNb)C强化层内层状组织对显微硬度的影响,在有效测试载荷的作用下,测量大量压痕的尺寸及裂纹长度,再利用经验公式,对断裂韧性进行计算。结果表明:随着测试载荷的增加,在垂直表面方向,“硬壳-软底”结构导致的基底效应逐渐显著,有效测试载荷为2N,L-Ⅱ层的平均硬度为2594.13HV;在垂直横截面方向,强化层厚度导致的边缘效应逐渐显著,有效测试载荷为1N,L-Ⅲ层的平均硬度为2334.88HV;L-Ⅱ层具有较大的颗粒尺寸,其硬度和断裂韧性均优于L-Ⅲ层。

W18Cr4V钢激光相变强化层的磨损试验研究

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢激光相变强化层的组织、耐磨性及磨损机理。试验结果表明：强化层的强韧化及其表面残余压应力的存在使其耐磨性提高了１～１１倍；经６４０℃回火后强化层的硬度和韧性得到了进一步的改善，其耐磨性又提高了１～２倍。由磨面形貌分析可知强化层是以塑性变形引起的犁沟方式磨损的。

电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响

为了制备优质的电火花合金强化层,提高强化层摩擦学性能,本文运用电火花沉积工艺,制备了镍基合金强化层,研究了沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律。研究结果表明:电参数、比强化时间和氩气流量对镍基合金强化层摩擦学性能产生重要影响;采用低输出电压匹配较高充放电电容量(110 V、300μF)进行表面沉积,所制备的镍基合金强化层组织结构致密,耐磨性高;比强化时间为2.5 min/cm2时,保护气体氩气的流量应控制5 L/min左右,镍基合金强化层组织均匀致密,气孔率少,可降低摩擦系数,并显著提高强化层的耐磨损性能。镍基合金强化层的主要磨损机理是微观切削和微观断裂磨损。

连接结构的孔边强化层对复合材料含孔板失效过程的影响

在实际工程中,复合材料开口孔周围应力集中现象十分严重,使孔边极易发生破坏,且破坏形式多种多样。为提高含孔复合材料板的结构强度,可在孔边铺设一层一定厚度的材料,用来强化含孔板的承载能力。以三维逐渐损伤理论为基础,采用商用软件ANSYS的二次开发语言,建立对复合材料含孔板进行孔边结构强化的模型,在拉伸载荷下对具有强化结构的含孔复合材料板进行数值失效模拟计算,并与已有文献结果进行比较,验证了本模型的正确性。同时,分析各铺层的失效形式特点,以及不同强化层厚度对各铺层失效过程的影响,得到不同厚度的强化层下,层合板的初始失效载荷、最终失效载荷及整个失效过程,为复合材料含孔板强化结构的研究提供一定参考。

Q235钢表面双层辉光离子强化层摩擦磨损性能

在真空容器中,设置提供含有欲渗合金元素Mo,Cr的供给源和被渗Q235钢试样,利用双层辉光离子渗金属技术,在试样表面进行Mo-Cr共渗,之后经渗碳、淬火及回火复合处理形成强化层。Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,表面Mo含量可达20%(质量分数,下同),Cr含量达到10%。复合处理后表面硬度达到1300HV0.025。M-200磨损试验机磨损实验表明,摩擦因数平均在0.1左右,平均相对耐磨性是GCr15钢经渗碳、淬火及回火后的2.25倍。

1Cr13不锈钢电火花表面强化层摩擦磨损性能研究

针对我国水轮机过流部件磨蚀严重这一问题,选用WC电极对水轮机叶片用1Cr13不锈钢材料进行电火花表面强化处理,对生成的强化层摩擦磨损性能进行了深入研究,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对强化层的金相组织、元素分布以及相结构进行了分析.结果表明,强化层的硬度和耐磨性明显高于工件基体,强化层的硬度在白亮层最高,而在强化层与基体的结合区硬度逐渐降低,并在热影响区达到最低.选择高硬度、高合金化的WC电极生成的电火花表面强化层,其硬度可比工件基体提高2～3倍,耐磨性能亦有显著提升.

黄铜的表面喷丸强化层及其对疲劳强度的影响

α黄铜经表面喷丸强化后,平板弯曲疲劳强度可从90 MPa提高到130 MPa。在疲劳强度应力或高于疲劳强度应力(150MPa)的作用下,表层残余压应力不发生衰减。用透射电镜逐层观察分析强化层内的组织结构,可看到喷丸强化层内出现显微变形孪晶和面缺陷,孪晶的密度随层深加大而下降。喷丸强化后,α黄铜疲劳强度的增高和残余应力不发生松弛都与强化层内的组织结构有关。

Ti合金表面WC92-Co8电火花强化层形成规律

电火花强化技术可在Ti合金表面制造 0 .0 5mm以上的硬质合金强化层 ,彻底改变Ti合金表面性能。通过微分电火花强化过程 ,研究了单脉冲、多脉冲放电时强化点的形成规律 ;不连续、连续强化点的形成及最终形成一定厚度强化层的规律性。认为Ti合金表面的WC92 -Co8强化层是通过无数次合金化过程实现的 ;基体的单脉冲强化点具有明显的“坑涌”现象。

45钢表面电火花沉积强化层的组织与性能

利用电火花强化技术在煤油中对45钢表面沉积硅,可形成一种高非晶含量的铁基非晶合金强化层,用SEM、XRD、EPM等检测手段对强化层进行了研究。结果表明:45钢电火花强化层是反应合金化层,强化层各区域的组织均匀一致,强化相是由电极元素硅和基体元素铁以及煤油中的碳元素反应生成;强化层试样在50 g/L的NaCl溶液中耐腐蚀性能比基体有显著改善。

两种钢铁材料电火花表面强化层组织结构研究

采用硬质合金YG-8和堆焊焊条FW-1101作电极,在电火花表面强化器上分别处理了U70MnSi钢和40Cr钢的表面。用X射线衍射分析了强化层的组织,用光镜和扫描电镜(SEM)观察了显微组织。结果表明,强化层是由细晶组织和非晶组织组成的合金层。细晶组织是由强化过程中的瞬时力、撞击应变、快速加热等效应变及位错和空位增加联合作用引起的。强化层中的非晶组织、组织细化和残余应力使其衍射峰宽化。

六种典型表面强化层的摩擦学特性研究

作者从摩擦学角度出发,对PVD TiN等6种典型表面强化层的摩擦学性能进行了系统的试验研究。结果表明,几种表面强化层各有其最佳的应用范围和各自的磨损机理。不同强化层的承载能力不同,失效形式亦各异,配磨材料对其摩擦学特性有明显的影响,最佳强化层的耐磨性不代表配副系统的最佳耐磨性。

40Cr钢电火花表面强化层的磨损特性研究

分析了在大接触应力的磨损条件下,表面残余应力和硬度对40Cr电火花强化层耐磨性的影响,探讨了其磨损机理。结果表明:滚动磨损和滚、滑动磨损时,随着试样表层硬度的提高,试样的耐磨性增大;强化层中的残余压应力可以提高强化层的硬度并增强其耐磨性。滚动磨损时,电火花强化层的磨损方式主要为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损三种机制;在滚、滑动磨损时,除上述三种机制外,还发生了氧化磨损。

电火花表面强化层温度场的数值模拟

分析电火花表面强化层的温度场特点,建立了三维温度场模型,并对温度场进行了有限元数值模拟。给出了强化层和基体在不同时刻、不同位置的温度场分布和变化规律,探讨了强化层放电凹坑的形成机理。结果表明:电火花表面强化层的放电凹坑主要是热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的;强化过程中,当强化电弧移动到某点时,该点的温度迅速上升,直到最大值,后又迅速下降,但温度上升的速度明显比温度下降的速度快,具有快速加热和冷却的特性;距离表面深度越深,升温幅度逐渐减小,速度越慢,并且降温速度也渐慢。

等离子表面钼铬共渗制备强化层的研究

利用辉光离子渗金属技术在Q235钢表面进行钼铬共渗,随后进行渗碳淬火、深冷处理及回火复合处理,对渗层组织、成分、硬度和摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:渗层化学成分接近钼系高速钢;渗层中的碳化物细小、均匀、弥散,没有粗大的共晶莱氏体组织;经深冷2 h处理试样表面硬度达到1 600 HV,明显高于未经深冷处理试样的表面硬度;经不同时间深冷处理试样的滑动摩擦因数基本相同,但比未经深冷处理的试样降低约15％,其相对耐磨性分别是未渗金属试样的2．10倍和3．59倍。

镁合金表面激光熔覆Al/TiB_2复合强化层及其性能

以Al—TiB2复合粉体为强化层原料（其中铝为粘结剂），采用Nd：YAG激光在镁钆系镁合金表面进行激光熔覆强化处理，考察了TiBz含量对强化层组织、耐磨性及其与基体相容性的影响。结果表明：强化层中铝元素与基体中的钆、钇等元素发生了原位反应，生成了高温硬质相A12Gd和A12Y等金属间化合物，且引入的强化相TiB2未发生分解，与原位合成的金属间化合物及基体相容性良好，但分布特点和结构差异显著；当复合粉体中TiB2质量分数低于70％时，强化层组织细小均匀；强化层显微硬度随着Ti＆含量的增加而增大，比基体硬度提高4～6倍，耐磨性能得到显著改善。

MQL参数对40Cr磨削强化层表面质量影响的试验研究

为了改善磨削强化层的表面质量,将微量润滑(简称MQL)应用于磨削强化工艺。采用MQL技术对40Cr钢进行磨削强化试验,研究了润滑冷却工艺,如磨削液供给方式、MQL喷射流量、空气压力等对磨削强化层深度、表面显微硬度和表面粗糙度等的影响。结果表明:在湿磨条件下,工件表面没有产生强化层;在MQL磨削条件下,获得的强化层深度略低于干磨,但表面显微硬度较干磨有所提高,且MQL下工件表面的粗糙度低于干磨;在MQL磨削强化中,增加MQL喷射流量和空气压力均有利于提高强化层的表面硬度和降低表面粗糙度。因此,MQL磨削强化能提高工件表面的质量,改善零部件的使用性能。

超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化层表面质量研究

采用超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化技术进行了65Mn钢表面硅电极表面强化。设计了工具电极超声振动辅助电火花脉冲放电表面强化机床;研究了超声振幅和频率对强化层表面粗糙度、表面和截面形貌、Si含量及相结构的影响规律。研究表明,选择合适的超声振幅和频率,可以提高强化层的表面粗糙度,改善强化层的表面形貌,使强化层厚度分布更加均匀致密,增加强化相的数量。辅助超声振动后强化层表面Si含量增加。

等离子喷焊法制备塑料模具强化层试验研究

通过等离子一步喷焊技术在塑料模材料45钢表面,分别以stellite6粉末、stellite6与SiC比为7:3的粉末制备强化层。对强化层的显微组织、显微硬度和热物性进行测试分析。结果表明:stellite6/SiC合金粉末的覆层性能最好,显微硬度可达1000 HV以上,并且具有良好的热物性。

脉冲放电表面强化工艺及强化层性能研究

采用自行研制的新型脉冲放电表面强化设备，以YG8为电极、45钢为基体进行了强化试验，探讨了电参数、强化时间与涂层性能之间的关系，用显微硬度计和X射线衍射仪测定了涂层硬度及其结构，通过磨损试验研究了涂层的耐磨损性能。磨损试验表明，通过脉冲放电表面强化，材料的抗磨损性能大为提高。