型壳温度对DZ22B合金叶片枝晶组织的影响

以DZ22B镍基高温合金叶片为研究对象,采用ProCAST数值模拟及试验相结合的方法对不同型壳保温温度下铸造叶片定向凝固过程中的温度场、热裂倾向及组织进行研究。结果表明:随着型壳保温温度的增加,等温线整体呈下凹趋势,处于1 540℃温度下的糊状区下凹程度明显大于其他温度,且叶片HTI结果有所增加,容易产生热裂的区域集中在叶身上部,排气边位置容易产生热裂的区域比进气边更大;相同高度位置下的叶片排气边枝晶间距均小于进气边枝晶间距;随型壳保温温度升高,一次枝晶间距和二次枝晶间距均降低,对比模拟结果与试验统计得出的一次枝晶间距和二次枝晶间距,得出一致结论,模拟与试验吻合较好。

激光熔覆工艺参数对Fe-Cr-B合金涂层组织和硬度的影响

利用6 kW光纤激光器在Cr12MoV模具钢表面激光熔覆Fe-Cr-B合金涂层。运用金相显微镜和显微硬度仪,研究了激光功率、扫描速度、送粉率对熔覆层成形、尺寸、稀释率及组织结构和微观硬度的影响。结果表明:熔覆层组织主要由平面晶、树枝晶和等轴晶构成。理想的工艺参数为激光功率(P)2000 W,扫描速度(V1)4 mm/s,送粉率(V2)15 g/min。该工艺参数下熔覆层晶粒细小,与基体呈现良好冶金结合,稀释率为9.8%,熔覆层显微硬度平均高达1000 HV。

热处理对耐磨铸造Fe-C-B合金组织及性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和销盘式磨损试验机研究了硼含量0．5wt％～2．0wt％和碳含量≤0．2wt％的铸造Fe—C—B合金热处理后的组织和性能，并对铸造Fe—C—B合金进行了销盘磨粒磨损试验。试验结果表明：铸造Fe—C—B合金的凝固组织为Fe2B相和珠光体、铁素体基体，Fe2B相呈鱼骨状和网状分布。Fe—C—B合金经950～1100％水淬＋200℃回火处理后，局部出现断网现象，基体全部转变为板条马氏体。随着淬火温度增加，№B相断网现象明显，基体中会出现少量片状马氏体。铸造Fe-C-B合金热处理后的硬度为55～60HRC，冲击韧度大于10J/cm^2，动态断裂韧度大于30MPa·m^1/2。在120目石英砂磨粒磨损条件下，Fe—C—B合金的耐磨性优于高锰钢，比高铬白口铸铁稍低。

Ni-B合金化学镀包覆TiB_2粉的研究

为改善TiB2粉末物性，采用化学镀工艺对其进行包覆Ni—B合金处理。经Hall流动仪检测，包覆后粉末松装密度由1．15～1．17g／cm^3增加到1．38～1．39g／cm^3，粉末流动性由包覆前粉末堵塞霍尔流动性测量仪喷嘴变为94～97s／50g；SEM形貌扫描分析表明包覆效果较好，包覆率大于90％；补加镀液包覆效果更好，镀层更致密，包覆率大于95％。

铝晶粒细化剂Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理

分别采用Al-5Ti-1B、Al-10Ti、Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,比较了TiAl3、TiB2和AlB2对纯铝的晶粒细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜研究了Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理。结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相。单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相。Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理为TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用;部分Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒起到晶粒细化作用。

Ti-40Al-2B合金微观组织和初生TiB_2生长特征

用原位自生法制备了 Ti- 40 Al- 2 B(wt% )复合材料 ,并用 XRD、SEM对复合材料的相组成和微观组织 ,特别是 Ti B2 的形貌进行了研究。结果表明 :该合金由 Ti Al和 Ti B2 两相组成。其中 Ti B2 颗粒以初生的块状和共晶的片状或细棒状形式共存。初生 Ti B2 呈六面棱柱体 ,端面有清晰的生长台阶 ,其显露晶面分别为 (0 0 0 1)和 { 10 1- 0 }。结合晶体生长理论分析认为 :Ti B2 的生长单元为一个硼原子和六个钛原子组成的三棱柱 ,硼原子位于三棱柱的中心 ,生长方式以台阶式生长为主。其中 { 112- 1}面生长速率最快 ,{ 10 1- 0 }面生长速率最慢 ,导致 Ti B2 形成以 { 10 1- 0

铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行高温压缩试验,研究了变形温度为1000～1100℃,初始应变速率为0.01～1 s-1的铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的变形行为。基于动态材料模型建立了加工图,并观察了变形组织。结果表明:该合金为热敏感和应力敏感型合金,热变形的最佳变形参数为1050～1100℃,应变速率在0.1～1 s-1之间。铸态大变形区组织为沿着变形方向拉长的原始β晶粒,晶粒组织内部出现针状马氏体,TiB相在变形的过程中出现折断,并沿着加工流线分布。

Si_3N_4-hBN陶瓷复合材料与Fe-B合金配副的摩擦学特性研究

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察Si3N4-hBN陶瓷复合材料与Fe-B合金配副分别在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描显微镜(LSM)、X光电子能谱(XPS)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)分析摩擦面及磨屑的形貌与物质组成。结果表明,hBN的加入未能有效地改善Si3N4-hBN/Fe-B合金摩擦副的摩擦学性能,干摩擦条件下,Si3N4-hBN摩擦表面微凸体与Fe-B合金中的硬质相Fe2B发生碰撞而导致脆性断裂和剥落,发生磨粒磨损,摩擦因数均高于0.9,磨损率均高于10-5mm3/(N.m)数量级;水润滑条件下,由于水流带走了磨屑,避免磨粒磨损的发生,为Si3N4-hBN摩擦表面发生化学抛光提供条件,化学抛光使销、盘试样的摩擦表面变得光滑,从而获得较为优异的摩擦学性能。

细晶铸造K418B合金热等静压工艺研究

研究了不同热等静压工艺对K4 18B高温合金细晶铸件疏松和晶粒组织的影响。结果表明 :对于不同的热等静压设备 ,由于设备精度和工作尺寸的原因 ,热等静压真实作用温度会有稍微的差异 ;铸件铸态晶粒越细 ,在进行热等静压处理时晶粒越容易长大 ;在 1185℃以上进行热等静压 ,铸件内部疏松可以完全闭合 ,但在 12 10℃以上进行热等静压处理时 ,合金晶粒易于长大。该合金适宜的热等静压工艺制度为 1185～ 12 0 0℃ /14 0～ 16 0MPa/4h。

连续铸挤Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化效果

采用连续铸挤成形Al-5Ti-1B合金线,采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al-5Ti-1B合金线的显微组织和晶粒细化效果,并与Al-5Ti-1B合金锭进行了比较。结果表明,连续铸挤Al-5Ti-1B合金线中TiAl3相呈细小圆块状,分布均匀,TiB2粒子弥散分布于铝基体;而Al-5Ti-1B合金锭中TiAl3相呈粗大板条状,TiB2粒子偏聚于铝晶界呈粗大团块状。Al-5Ti-1B合金线对纯铝的晶粒细化效果优于Al-5Ti-1B合金锭,纯铝加入Al-5Ti-1B合金线5 min后,晶粒尺寸达到最小。

化学镀Ni-B合金的工艺条件研究

研究了镀液成分和工艺条件对Ni-B合金沉积速度的影响,确定了合适的化学镀Ni-B合金的工艺条件,按此条件获得了含硼量为4.508%的非晶态Ni-B合金层,并具有较好的耐蚀性。

700℃关键部件验证试验平台用617B合金焊接接头组织和力学性能研究

采用热丝TIG焊和手工TIG焊分别对617B合金进行焊接工艺试验,对焊接接头进行拉伸、弯曲和硬度试验,并利用光学显微镜分析了焊接接头的微观组织.结果表明:617B合金焊接接头的延展性能良好,焊接接头力学性能和硬度值均在理想范围内;焊接接头母材和热影响区组织为单一奥氏体,并且热影响区热稳定性较好,靠近熔合区的晶粒未发现长大现象,整个热影响区宽度较窄;焊缝组织为典型的胞状枝晶形态.控制层间温度和工艺参数可成功将617B合金应用到700℃关键部件验证试验平台上,且不需要焊后热处理.

冷却方式对Fe-28Al-5Cr-0.06B合金组织和性能的影响

研究了水玻璃砂型和不锈钢金属型对Fe-28Al-5Cr-0.06B合金组织、力学性能和冲击断裂行为的影响。结果表明:采用不锈钢金属型冷却,可以细化合金的铸态组织;在其他工艺相同的条件下,合金的抗拉强度提高了29MPa,硬度有所增加,伸长率稍有下降;合金的冲击断口由沿晶断裂向沿晶+穿晶混合型断裂转变。

700℃超超临界机组锅炉用617B合金的烟气腐蚀行为研究

使用自制的烟气腐蚀试验装置,在模拟燃用贵州六枝烟煤的烟气/煤灰环境中,研究700℃时617B合金的腐蚀行为。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射,对617B合金的腐蚀层形貌、成分和物相组成进行分析。结果表明:试验前120h,617B合金表面生成了具有保护作用的Cr2O3保护膜,腐蚀速率低;之后,腐蚀速率增大,腐蚀层物相主要为NiCr2O4和少量的CoCr2O4。

碳纤维表面电沉积Ni-B合金工艺的研究

研究了碳纤维表面电沉积Ni—B合金工艺，结果表明碳纤维的预处理、镀液组分以及电解参数对沉积速度及镀层质量有明显的影响．通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP—AES）对镀层的微观形貌、结构及组分进行了分析，表明在确定的电镀条件下可获得镀层中硼的质量分数为0.8％～4％的Ni—B微晶镀层．镀层细致、均匀、致密、结合力好．

稀土铈对化学镀Co-Fe-B合金工艺的影响

研究了稀土元素铈对化学镀Co Fe B合金工艺的影响。在正交试验的基础上以称重法分析了稀土元素铈加入前后主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂等对沉积速率的影响。结果表明,在稀土元素铈加入后,化学镀Co Fe B合金的沉积速率有不同程度的提高,并结合镀层质量,得出化学镀Co Fe B合金最佳镀覆工艺。

几种非晶态Ni-B合金催化剂的物化和催化性能比较

用化学还原法制备非晶态N i-B合金和浸渍-化学还原法制备非晶态N i-B/A l2O3、N i-B/S iO2、N i-B/CNTs合金,研究了催化剂的乙炔选择加氢性能,并运用TEM、ICP、XPS、H2-TPD、CO化学吸附法对非晶态合金催化剂进行表征。结果表明,A l2O3、S iO2、CNTs载体不同程度促进了N i-B合金的分散,提高了催化剂的活性镍表面积,其中以CNTs的效果最为突出。平均径粒为10 nm左右的N i-B粒子在CNTs表面均匀分散,使活性镍的表面积达30.6 m2/g,提高了氢的吸附量。此外,CNTs向非晶态N i-B合金中的N i转移电子,形成富电子的N i。N i-B/CNTs催化剂具有最好的乙炔加氢活性,N i-B催化剂乙烯选择性最差。

不同成分GH4133B合金的热压缩变形行为

通过Gleeble 3500型热模拟试验机研究了变形温度、变形量对不同成分GH4133B合金在1s-1应变速率下热压缩变形行为的影响。结果表明:其变形抗力随着变形温度的升高而迅速降低;随变形温度的升高和变形量的增大,动态再结晶进行得更充分;碳质量分数为0.062%时合金的压缩性能最好,降低铝、钛、铌质量分数可使合金变形抗力降低;碳质量分数为0.062%时合金的最佳变形温度为1 100℃,变形量为50%。

稀土对Al-Ti-B合金中Al_3Ti颗粒形貌的影响

在工业Al-5Ti-1B中间合金的重熔稀释过程中添加稀土元素,采用光学显微镜观察了Al_3Ti相的分布和形貌,并用能谱仪进行了微区线扫描成分分析。结果表明,在900℃时加入稀土可明显改善Al_3Ti相的形貌,并改善Al_3Ti颗粒在金属基体上的分布,在850℃时加入稀土会产生少量的针状Al_3Ti相,而在950℃时加入稀土,Al_3Ti相则全部为针状;同时,通过线扫描分析发现,稀土元素包覆在Al_3Ti周围,阻止了Al_3Ti相的长大,细化了Al_3Ti的尺寸。

Al-5Ti-1B合金等通道转角挤压的组织和性能研究

研究了等通道转角挤压技术对Al-5Ti-1B合金的组织和性能的影响。采用等通道转角挤压技术,在室温下,对Al-5Ti-1B合金进行了4道次挤压试验,并运用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电镜等研究形变前后Al-5Ti-1B合金微观结构的变化。结果表明,等通道转角挤压技术可以细化晶粒,改善了第二相颗粒分布的均匀性,提高了Al-5Ti-1B合金的力学性能。随挤压次数的增加,大块状TiAl3相由20～80μm粗晶粒细化到10μm左右;呈团块状且分布不均的TiB2经挤压后,分布均匀。采用Bc路径,进行4道次等通道转角挤压后,Al-5Ti-1B合金的屈服强度由142.0MPa增加到221.4MPa,提高了56.1%,其维氏硬度由45.2增大到64.9,提高了43.6%。