均匀化处理对激光选区熔化GH3536和GH4169合金组织和显微硬度的影响

GH3536和GH4169镍基高温合金常用来制造航空发动机等热端部件。采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)最优工艺参数制备GH3536和GH4169合金试样,研究不同均匀化温度和保温时间对两种合金组织演变、平均晶粒尺寸和性能的影响,利用OM、SEM、EDS等方法表征其缺陷特征和微观组织,利用维氏硬度仪测试合金的显微硬度。结果表明:成形态GH3536合金中存在更多缺陷,包括气孔、裂纹和未熔合;成形态GH4169合金中只存在气孔。均匀化处理使合金熔池消失,使晶粒长大成为等轴晶。GH3536合金晶界和晶内有M_(23)C_(6)析出,GH4169合金晶界和晶内有NbC析出,随着均匀化温度升高,析出物明显减少。GH3536合金的平均晶粒尺寸从1130℃,1 h的48.5μm增大到1250℃,4 h的100.9μm,增大了106.8%;GH4169的平均晶粒尺寸从1080℃,1 h时的57μm增大到1200℃,4 h时的87.4μm,增加了53.3%。GH3536合金经过均匀化处理后显微硬度下降明显,由原来262HV下降到180~190HV;与之相反,GH4169合金经过均匀化处理后硬度提高,显微硬度均保持在430~450HV之间,明显高于成形态试样的313HV。

Nd(NO_(3))_(3)添加剂对TC4基材PEO涂层显微硬度和耐磨性的影响

针对TC4耐磨性弱的问题,利用等离子体电解氧化技术在TC4合金表面引入陶瓷涂层。在Na_(2)SiO_(3)-NaOH体系电解液中添加稀土盐Nd(NO_(3))_(3),研究Nd(NO_(3))_(3)添加量变化对TC4表面改性涂层的物相组成、微观结构、表面粗糙度、显微硬度、摩擦因数等性能的影响作用。结果表明:当未添加和少量添加Nd(NO_(3))_(3)时,PEO涂层表面较为完整。当电解液中Nd(NO_(3))_(3)添加量超过4.5 g/L时,PEO涂层表面开始出现腐蚀坑。所有试样的PEO陶瓷涂层相组成基本相同,主要由锐钛矿型R-TiO_(2)和金红石型A-TiO_(2)组成。与未添加Nd(NO_(3))_(3)试样相比,增加Nd(NO_(3))_(3)添加量导致涂层中锐钛矿相TiO_(2)和金红石相TiO_(2)衍射峰略有增强,这说明Nd^(3+)能够促进涂层中锐钛矿相TiO_(2)和金红石相TiO_(2)的生成量。电解液中Nd(NO_(3))_(3)添加量为3.0 g/L时获得的涂层粗糙度最小值,其显微硬度达到最大值。试样的PEO涂层摩擦因数曲线较为平直,摩擦因数在0.8~0.9,当添加Nd(NO_(3))_(3)高于3 g/L时,摩擦初期处于不稳定状态。

Sn-9Zn-2Cu钎料合金等温时效组织及显微硬度

对Sn-9Zn-2Cu钎料合金进行了不同时长的等温时效处理,分析了合金显微组织演化,并测试了合金显微硬度。结果表明:铸态合金显微组织由β-Sn相基体、针状α-Zn相、不规则γ-Cu5Zn8相组成,合金显微硬度为16.62HV;随时效时间由24 h增至120 h,合金中的γ-Cu5Zn8相含量逐渐增多,相邻γ-Cu5Zn8相相连且形貌由不规则向树枝状转变,针状α-Zn相变短,且形貌逐渐转变为细小球状,合金显微硬度分别降至16.31HV和15.1HV;当时效时间延长至240 h和360 h时,合金显微组织无明显变化,显微硬度约为15.1HV;但当时效时间达到720 h,γ-Cu5Zn8相明显粗化,合金显微硬度降至14.09HV。

铸态GH4169高温合金的热变形行为及显微硬度变化

采用Gleeble-3500热模拟试验机对铸态GH4169镍基高温合金在不同变形温度(900~1150℃)、不同应变速率(0.001~1s^(-1))及压缩量为50%的条件下进行了热压缩实验。研究了GH4169镍基高温合金在不同变形条件下的真应力-真应变曲线,利用Arrhenius双曲正弦函数结合Z参数,构建了合金热变形的本构关系并探讨了加工硬化行为,最后对其显微硬度进行了测试。结果表明,该合金的流变应力随变形温度升高而降低,但随应变速率升高而升高。所建立的本构方程可以较好地描述该合金热变形过程中的行为。随应变速率下降或变形温度的增加,合金的显微维氏硬度整体表现为下降的趋势。再结晶晶粒细化导致相应的显微维氏硬度增加。

激光熔覆的热力学计算及显微硬度分析

激光熔覆是推动我国再制造行业发展的关键技术,熔覆层内部的能量转换方式及显微硬度的分布是影响熔覆层性能与质量的重要因素。分别采用不同的工艺参数在45钢表面进行激光熔覆实验,并对激光熔覆进行了热力学分析,得出了粉末吸收的能量与温度变化量之间的关系,并对不同工艺参数下熔覆层的纵向显微硬度进行分析。结果表明,粉末材料所吸收能量随着粉末材料温度变化量的增大而增大;不同工艺参数条件下的纵向显微硬度曲线均呈连续分布,该种分布说明熔覆层的内部应力较小,熔覆层与基体易于形成良好的冶金结合。

1Cr15Ni4Mo3N不锈钢表面显微硬度演化与疲劳性能研究

目的研究1Cr15Ni4Mo3N高强不锈钢服役过程中表面硬度演化规律及其疲劳极限。方法采用疲劳拉伸试样,在应力比为0.1条件下对不锈钢开展0、2000、10^(4)、10^(5)、10^(6)、5×10^(6)、10^(7)次循环的疲劳试验,使用显微硬度计测试试件表面显微硬度;采用逐级载荷加载法测试不锈钢疲劳极限并用统计学方法验证试验结果的可靠性;使用扫描电镜观察分析疲劳断口形貌特征。结果在0~10^(4)次循环下,硬度由433.39HV1提高至459.43HV1,当循环至10^(7)次时,硬度下降至326.11HV1,试验得到不锈钢疲劳极限为765.7 MPa。断口宏观形貌表明,裂纹源位于试件表面层,断面具备裂纹源区、扩展区、瞬断区3个典型疲劳特征,扩展区表面比较平整,微观下扩展区呈河流状花样向四周放射扩展,伴随有大量二次裂纹发生和少量二相粒子析出,有明显的疲劳辉纹。瞬断区相对粗糙,有大范围等轴韧窝,且韧窝内存在大量二相粒子析出。结论在疲劳加载过程中,低循环周期表现为循环硬化,高循环周期表现为循环软化。疲劳极限统计结果具有可靠性。在不锈钢塑性变形时,第二相粒子周围出现裂纹形成微孔并不断扩大聚集最终导致韧性断裂。

固溶温度对Ti6321钛合金组织及显微硬度的影响

本文对Ti6321板材进行固溶处理,并对固溶处理后的组织进行显微硬度测试。研究了固溶温度对组织形貌及相含量的影响,分析了显微组织与显微硬度的关系。结果表明,随固溶温度升高初生α相含量明显下降,Ti6321钛合金热轧板材的显微组织发生由等轴组织到双态组织,再到魏氏组织的转变;未热处理的Ti6321钛合金显微维氏硬度为317.2HV,随固溶温度升高,显微维氏硬度先增大随后基本保持不变,在固溶温度为900℃时显微维氏硬度达到最大值338.6HV。

氢含量对TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其显微组织和显微维氏硬度的影响

利用材料试验机对不同氢含量置氢TC21钛合金六角头螺栓进行了冷镦成形,利用金相显微镜和显微维氏硬度计等研究了冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度。研究发现,当氢含量为0.79wt.%时,仅在六角头螺栓头部的外表面产生裂纹。随着氢含量从0.79wt.%增加至0.91wt.%,六角头螺栓在冷镦成形过程中出现的裂纹逐渐增多。当氢含量为0.79wt.%、0.82wt.%和0.91wt.%时,不同氢含量置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织形貌相似。β相的含量较高,α相的含量较少。随着氢含量的增加,β晶界逐渐变得模糊甚至消失,位错数量逐渐减少。随着氢含量的增加,TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均呈逐渐增加的趋势。当氢含量相同时,TC21钛合金冷镦六角头螺栓4个区的显微维氏硬度变化规律相似。

工艺参数对氩弧熔覆TiC+Al_(2)O_(3)/Ni复合涂层稀释率及显微硬度的影响

采用氩弧熔覆工艺制备了TiC+Al_(2)O_(3)/Ni复合涂层,通过四因素四水平正交试验,研究了熔覆电流(100,110,120,130A)、熔覆速度(1,2,3,4mm·s^(-1))、电弧长度(1,2,3,4mm)和氩气流量(8,10,12,14L·min^(-1))对涂层稀释率和显微硬度的影响,获取最佳工艺参数,并对比分析了不同工艺参数下涂层的物相组成和显微组织。结果表明:稀释率和显微硬度的最主要影响因素分别为熔覆速度和熔覆电流;随着熔覆速度增大,稀释率减小,显微硬度先增大后减小;随着熔覆电流增加,稀释率增大,显微硬度先增大后减小;随着电弧长度增加,稀释率减小,显微硬度先减小后增大;氩气流量对稀释率和显微硬度的影响较小;最佳熔覆工艺参数为熔覆电流120A,熔覆速度2mm·s^(-1),电弧长度2mm,氩气流量12L·min^(-1),此条件下制备的涂层组织细小且均匀,显微硬度最大,为680.9HV。

航空发动机机匣修复用AlSi10Mg激光金属沉积:显微硬度、磨损和腐蚀行为

基于激光金属沉积(Laser Metal Deposition,LMD)的再制造利用了增材制造的灵活性,为修复或再制造高价值工程零部件提供了一种极具吸引力和性价比的手段。本工作在航空发动机机匣用铸造铝合金板表面熔覆AlSi10Mg合金,当激光功率P=1800 W、送粉速率f=1.6 g/min、扫描速度v=8 mm/s时,获得了孔隙率仅为0.19%的AlSi10Mg修复层。

人体天然牙不同深度层次的显微硬度与耐磨性的研究

采用显微硬度计测定人体天然牙不同深度层次 (牙釉质、釉牙本质界及牙本质 )的显微硬度 ,并在改进后的微动试验台上对其相应区域进行了模拟牙齿摩擦副的摩擦磨损试验研究。结果发现 ,显微硬度 :牙釉质的为3 2 0 .40± 2 2 .77HV,釉牙本质界 2 3 2 .2 6± 3 2 .3 1HV,牙本质 61.17± 9.42 HV( P<0 .0 5 ) ;磨痕深度 :牙釉质的为17.3 3± 0 .5 8μm,釉牙本质界 49.44± 16.47μm,牙本质 95 .2 0± 15 .0 7μm( P<0 .0 5 ) ;牙釉质的耐磨性明显高于牙本质 。

回火温度对E690海洋用钢组织和显微硬度的影响

在Gleeble-3500型热模拟试验机上,对E690海洋用钢进行直接淬火及快速加热条件下不同温度的回火处理,并采用光学显微镜等设备研究了不同的回火温度对其组织、析出物及显微硬度的影响。结果表明:实验钢直接淬火态组织以板条贝氏体为主,经回火后,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体的混合组织,不同的回火温度下各自所占比例不同;回火后的析出物主要是10 nm以内的ε-Cu颗粒和20 nm以内的Nb、Ti、Cu的复合析出颗粒,它们均匀、弥散、细小地分布于基体上;550、580和620℃回火时的晶界取向差以≤15°的小角度晶界较多,使材料具有优良的韧塑性;不同回火温度对试样的显微硬度值影响较大,其随回火温度的升高呈现先升高后下降再略微升高的趋势。

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500℃保温1-96h)加人工时效处理(210-290℃保温1-160h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系。结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出。Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01。合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度。

脉冲偏压对电弧离子镀Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜,采用正交实验法设计脉冲偏压电参数,考察脉冲偏压对Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响.结果表明,在所有偏压参数(脉冲偏压幅值、占空比和频率)和几何参数(调制周期和周期比)中,脉冲偏压幅值是影响显微硬度的最主要因素;当沉积工艺中脉冲偏压幅值为900V、占空比为50%及频率为30kHz时,薄膜硬度可高达34.1GPa,此时多层膜调制周期为84nm,TiN和Ti单元层厚度分别为71和13nm;由于薄膜中的单层厚度较厚,纳米尺寸的强化效应并未充分体现于薄膜硬度的贡献中,硬度的提高主要与脉冲偏压工艺,尤其是脉冲偏压幅值对薄膜组织的改善有关.

镍钨合金电沉积的电流效率和镀层显微硬度

通过调节镀液中不同的 Ｎｉ／ Ｗ 比例、温度和沉积电流密度，研究在焦磷酸盐体系中镍钨合金电沉积的电流效率、沉积层组成和显微硬度。实验结果表明：合金共沉积的电流效率不高。为了尽量提高合金的沉积电流效率，主要途径宜增大镀液中硫酸镍和钨酸钠的浓度；提高合金沉积电流密度，降低镀液中［ Ｎｉ］／［ Ｗ］ 比例，则镀层中的钨含量增大；合金沉积层的显微硬度随镀层中的 Ｗ 含量提高而增大。

梯度热处理对Ti_3Al/TC11双合金焊接界面组织和显微硬度的影响(英文)

研究经近等温变形的Ti3Al/TC11双合金在梯度热处理前后,焊接界面显微组织和显微硬度的变化。结果表明,Ti3Al侧热影响区的显微组织在梯度热处理前后变化较小是因为晶界α2相较稳定;焊缝区显微组织变化较大,究其原因是近等温变形造成的晶粒破碎和Ti、Al、Nb等原子的扩散,造成α、α2相互制衡,致使不能形成连续晶界α2或晶界α;TC11合金基体经过梯度热处理后从网篮组织转变成等轴组织;显微硬度的提高是因为Ti、Al、Nb扩散,造成α、α2尺寸小、弥散分布所致。

异质钛合金线性摩擦焊接头微观组织与显微硬度分析

选用优化的工艺参数对TC4/TC17异质钛合金进行线性摩擦焊及测温试验.焊后利用光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪等对接头微观组织及显微硬度进行分析.结果表明,线性摩擦焊接过程中界面温度超过1 200℃、超过β相变温度,在焊后冷却过程中发生再结晶,产生细小针状组织.界面混合区再结晶组织有等轴化甚至球化现象.TC4侧热力影响区由被拉长的α相及破碎的β相组成,TC17侧热力影响区的α相和β相被拉长细化.TC4侧热力影响区组织发生应变强化,TC17侧热力影响区靠近焊缝侧发生一定的软化现象,靠近母材侧强化现象明显.

时效对Cu-Fe-P合金显微硬度及导电率的影响

研究了热处理工艺对 Cu- Fe- P合金显微硬度及导电率的影响。结果表明 ,采用常规时效处理工艺其导电率很难达到性能要求 ,而对冷变形后的合金予以分级时效则可以满足要求 ,其导电率可达 6 6 .1% IACS,硬度可达 119HV。

激光焊接速度对超高强度钢焊缝微观组织和显微硬度的影响

研究了厚度为1.8mm的超高强度钢板的激光焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,超高强度钢焊缝组织为板条马氏体。采用苦味酸溶液显示原奥氏体晶界,发现原奥氏体呈现柱状晶的晶体形态。随着焊接速度的增加,原奥氏体晶粒尺寸变小,焊缝中心由细小的胞状树枝晶变为等轴晶。焊缝硬度随着焊接速度的增加而增大。

等离子喷涂Cr_2O_3涂层显微硬度的工艺优化

应用均匀设计实验方法和对测量数据的统计分析结果 ,系统地考察了喷枪电流、等离子气体流量、喷涂距离和送粉率等工艺参数对Cr2 O3涂层显微硬度的影响 ,并运用逐步回归分析建立显微硬度随所考察工艺参数变化的数学模型 ;然后以所建立的数学模型为基础 ,对Cr2 O3涂层显微硬度进行了工艺优化 .结果表明 :以优化工艺参数喷涂涂层的显微硬度与数学模型预测的最优值相当一致 ,均匀设计法可用于等离子喷涂涂层显微硬度的工艺优化 .