氮含量对Ti-B-C-N薄膜微观结构和性能的影响

采用反应磁控溅射法在高速钢基体上制备氮原子分数分别为10.8%,15.6%,28.1%,36.4%的Ti-B-C-N薄膜,研究了氮含量对薄膜微观结构、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Ti-B-C-N薄膜均由α-Fe和Ti(C,N)纳米晶组成,具有Ti(C,N)纳米晶镶嵌在非晶基体相中的纳米复合结构;随着氮含量增加,非晶相含量增加,Ti(C,N)纳米晶的含量和晶粒尺寸减小;随着氮含量增加,Ti-B-C-N薄膜的显微硬度增大,摩擦因数和磨损率均减小,表面磨痕变浅,磨损机制由剥落和微观犁削转变为微观抛光。

B对Fe-Cr-B-C合金热处理后显微组织和强韧性的影响

为了探索调控Fe-Cr-B-C合金强韧性匹配的新方法,研究了B对其热处理后显微组织、硬度及冲击韧性的影响。经1 050℃空淬处理后,在低w[B](0.000 6%)合金的枝晶间析出大量极细二次碳硼化物,在中w[B](0.51%)和高w[B](2.89%)合金基体中析出弥散的二次碳硼化物。随B含量增加,二次碳硼化物的颗粒度增大,颗粒密度降低。经1 050℃空淬+500℃回火处理后,三种B含量合金中的二次碳硼化物均增多,且析出区域扩大。低B合金的枝晶干为粗大板条马氏体,枝晶间由针状马氏体、高密度二次碳硼化物及少量凝固析出相构成,其冲击韧性最佳,洛氏硬度居中;中B合金主要由弥散分布着二次碳硼化物的针状马氏体基体以及网状硼碳化物构成,其洛氏硬度最高,冲击韧度居中;高B合金由弥散分布着少量二次碳硼化物的γ基体及更致密的网状硼碳化物构成,其洛氏硬度和冲击韧度均最低。另外,中B和高B合金的网状硼碳化物发生了局部断网,导致其冲击韧性较铸态下明显提高。

Fe-Cr-B-C系耐磨堆焊合金组织与性能

为了探讨合金元素Cr,C对高硼铁基堆焊合金组织结构的影响,采用气体保护焊堆焊技术,通过调整金属粉芯焊丝中高碳铬铁的添加量,在Q235钢板表面制备不同高碳铬铁含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析测试方法,分析不同合金元素Cr,C含量对堆焊合金组织和性能的影响。结果表明,堆焊合金的组织为马氏体+网状(Fe,Cr)_(3)(B,C)及少量的微量M_(7)C_(3);随着高碳铬铁粉添加量的增加,网状(Fe,Cr)_(3)(B,C)体积分数增加,堆焊合金中的马氏体具有较高的硬度,合金元素Cr能够使基体组织固溶强化,网状碳化物(Fe,Cr)_(3)(B,C)作为耐磨骨架,阻碍磨料在磨损过程中的挤压与切削作用,使堆焊层耐磨性均高于65Mn钢3~4倍,其磨损机理为微犁沟。

熔覆电流对Fe-Cr-B-C合金涂层组织与耐磨性的影响

为了研究熔覆电流的变化对Fe-Cr-B-C熔覆合金层组织及性能的影响,采用等离子熔覆技术在不同的熔覆电流下(75、85和95 A)在Q235钢板表面制备了Fe-Cr-B-C合金熔覆层,采用X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术、维氏硬度计和扫描电镜(SEM)对熔覆层的物相、硬度和微观组织进行表征,并采用摩擦磨损试验机对熔覆层的摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Fe-Cr-B-C熔覆层的物相主要为马氏体,同时有大量的Fe_(3)C、Cr_(23)C_(6)、Fe_(2)B、Cr_(2)B、Fe^(2)C、Fe_(7)C_(3)硬质相及少量的氧化物在基体内呈网状分布。随着熔覆电流的升高,熔覆层的稀释率增加,硬质相的含量逐渐降低。熔覆层硬度随着电流增大呈现先增大后减小的趋势,电流为85 A时熔覆层硬度最高。随着电流的升高,熔覆层的耐磨性先升高后下降,当熔覆电流为85 A时,熔覆层的磨损量仅为Q235基体的7%,表明Fe-Cr-B-C熔覆层能显著提高Q235钢板基体的耐磨性能。Fe-Cr-B-C熔覆层的磨损机制是粘着磨损、磨粒显微切削、显微断裂共同主导。

基于Al-B-C烧结助剂的SiC_(nf)增强SiC陶瓷基复合材料制备及性能研究

以单晶碳化硅纳米纤维(SiC_(nf))为增强体,以铝(Al)粉、硼(B)粉和超细炭黑为烧结助剂,通过化学气相沉积及浸渍裂解工艺在SiC_(nf)上制备了PyC、BN双层界面包覆层,采用热压烧结法制备SiC_(nf)增强SiC陶瓷基复合材料(SiC_(nf)/SiC-CMC)。实验结果表明,Al-B-C烧结助剂在1850℃生成了液相Al8B4C7,促进了SiC陶瓷的致密化,提高了复合材料致密度。当烧结助剂含量为10wt.%时,随着Si Cnf含量的增加,复合材料内孔隙增多,致密度降低,抗弯强度和断裂韧性先增大后降低。当SiC_(nf)含量为10 wt.%时,复合材料的力学性能达到最优,抗弯强度和断裂韧性分别为414 MPa和9.65 MPa·m1/2,相较于未添加SiC_(nf)的热压烧结SiC陶瓷,其韧性提高了93.8%。微观结构分析表明,SiC_(nf)主要通过纤维拔出的方式来增加裂纹扩展时的能量消耗,达到提升陶瓷断裂韧性的效果。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Si-B-C-N陶瓷材料中的硅和硼

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定Si-B-C-N陶瓷材料中硅和硼元素含量的方法。将SiB-C-N陶瓷材料粉碎过孔径为75μm(200目)的筛并于160℃烘干1 h,称取50 mg样品,置于镍坩埚中,加入1.5 g氢氧化钾,以650℃高温熔融,冷却后用稀硝酸浸取熔融物,用水定容至200 mL。采用Burgener雾化器提高雾化效率,以钾盐进行基体匹配,以元素钇作为内标进行定量。硅(硼)的质量浓度与硅(硼)元素和内标元素的谱线强度比具有良好的线性关系,硅元素的检出限为0.0004 mg/mL,硼元素的检出限为0.00006 mg/mL。硅、硼元素测定结果的相对标准偏差均不大于1.0%(n=6),实际样品加标回收率为95.1%~97.1%。该方法硅、硼的测定结果与GJB 1679A—2008《高硅氧玻璃纤维纱规范》中二氧化硅含量测试方法和JB/T 7993—1999《碳化硼化学分析方法》中总硼含量的测试方法的测定结果一致。该方法适用于批量样品的检测。

2D-C/[SiC-(B-C)]复合材料在航空发动机燃烧室中的自愈合行为研究

采用以B-C陶瓷为基体自愈合改性组元的2D-C/[SiC-(B-C)]以及经过硅硼玻璃改性的2D-C/[SiC-(B-C)]制备浮壁瓦片,分别在1000、1200、1350℃下对其进行发动机燃烧室环境考核.对考核后的浮壁瓦片进行取样,并在室温下进行拉伸强度以及三点弯曲强度测试.结果发现:经过环境考核试样的力学性能都有不同程度的提高,拉伸强度和三点弯曲强度随着考核温度的升高而提高,其中三点弯曲强度的升高速率更快.通过SEM观察,B-C自愈合组元氧化生成的玻璃相以及改性硅硼玻璃相在考核过程中有效地封填了试样的孔隙和裂纹.最后通过力学性能测试结合SEM观察,初步分析了两种复合材料在航空发动机燃烧室中的愈合机制.

CVI B-C基体改性2D C/SiC在低温湿氧中的自愈合行为

针对C/SiC低温氧化易失效的不足,研究了CVI B-C基体改性2D C/SiC在700℃湿氧中100MPa下加载至60h的氧化行为,利用SEM和TEM观察了改性材料不同服役时间的微结构特征,揭示了演变规律.研究表明,CVI B-C基体改性使C/SiC低温抗氧化能力显著提升.基体裂纹及其在应力加载下的开裂均为氧化气体提供进入通道,而后可被B-C氧化产物B2O3封填,抑制内部C消耗.CVI B-C与其氧化产物一同参与缺陷愈合.在60h内,B-C改性层愈合能力尚未完全发挥,可服役更长时间.

热处理对Fe-B-C合金显微组织和性能的影响

研究含1.4%-2.0%B和0.4%-0.6%C的Fe-B-C合金凝固过程和凝固组织以及不同淬火加热温度下的显微组织、力学性能和耐磨性的变化规律。结果表明，Fe-B-C合金凝固组织由Fe2B、Fe3（C, B）和Fe23（C, B）6等硼化物及马氏体、珠光体和铁素体等金属基体组成。淬火后硼化物局部断网且无硼化物新相出现，基体全部转变成马氏体，硬度大于55 HRC。随淬火温度升高，Fe-B-C合金硬度增加，冲击韧性变化不明显。Fe-B-C合金在静载销盘磨损和动载冲击磨损条件下，都具有优异的耐磨性。

改善Fe-B-C合金韧性的研究

为了提高Fe-B-C合金的韧性,应用稀土-钛-氮复合变质剂改善Fe-B-C合金组织和性能.结果发现,Fe-B-C合金复合变质处理后的凝固组织明显细化,且组织分布均匀,并出现钛硼化合物,钛硼化合物不同于普通Fe-B-C合金中的Fe2B呈网状分布,而是呈断网状和块状分布,特别是经高温热处理后,硼化物变成球状和棒状,Fe-B-C合金韧性明显提高,由8～10 J/cm^2提高至22～25 J/cm^2.经变质处理的Fe-B-C合金可用于制造轧钢机导卫板,其耐磨性比高镍铬合金钢提高1.3倍.

CVD法制备B-C体系材料

以BCl3-C3H6-H2为反应体系,采用化学气相沉积法(CVD)在炭纤维束上制备了B-C体系材料,研究了沉积温度的影响。利用SEM和XPS对BCx层的微结构、元素含量和化学结构进行表征,并结合化学反应过程,探讨了导致沉积产物形貌、成分和键结合状态的差异原因。结果表明,沉积温度对B-C层生长速率和断面形貌均有较大影响:900℃沉积时,沉积较慢,断面平整;1000℃时,沉积速度加快,断面呈显著片层状结构;B-C层内B元素原子含量随沉积温度升高而降低;沉积产物内B元素键结合状态有:B4C、B替代C、BC2O、BCO2和B2O3。沉积温度不仅影响B元素键结合状态,而且还影响各结合状态的含量。B4C在900℃时含量为0,在1000℃时达到最大值32.5 at%;B替代C在900℃时含量最高,然后随温度升高而下降,在1050℃时其含量又有所升高。

耐磨铸造Fe-B-C合金的研究

借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析等手段,研究了硼(B)含量>2．0％和碳(C)含量<0．2％的铸造 Fe-B-C合金的凝固组织及热处理后的组织和性能．铸造Fe-B-C合金的凝固组织由Fe2B、铁素体和珠光体组成,硼化物呈网状沿晶界分布．Fe-B-C合金经950℃正火处理后,局部出现断网现象,基体组织全部转变为板条马氏体,硬度大幅度提高, HRC接近60,冲击韧度大于10 J／cm2,动态断裂韧度大于30 MPa·m1/2．在干滑动磨损条件下,Fe-B-C合金的耐磨性优于镍硬白口铸铁和GCr15、Cr12MoV等合金钢,与高铬白口铸铁相当．Fe-B-C合金熔炼简便、铸造性能好,且不含Ni 和MO等昂贵合金元素,具有较低的生产成本．

基于多级B-C-N-M域子网络故障扩散的复杂配电系统可靠性评估

提出了一种基于多级B-C-N-M域子网络故障扩散的复杂配电系统可靠性评估的模型和算法。根据断路器和分段开关在配电网络中的位置,将整个网络划分为多级B-C-N-M域子网络。利用等值算法计算出各子网络的等效可靠性参数,并依据各子网络的等值故障扩散求得各负荷点及系统的可靠性指标。该模型和算法计及了备用电源、断路器、熔断器及分段开关的影响,计算量比较少,适用于复杂配电系统的可靠性评估。

B-C-N系超硬材料的研究进展

超硬材料的合成是目前材料科学研究领域的热门课题之一。近年来，由于碳基和硼基超硬材料的理论设计和发现，引起了人们在实验和理论上对硬度与金刚石接近，甚至超过金刚石的材料研究兴趣。在Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬材料中，除了金刚石和立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）以外，β－Ｃ_３Ｎ_４、立方氮碳化硼以及富勒烯等材料，也正日益受到国际材料界的重视。本文就Ｂ－Ｃ－Ｎ系超硬料的最新研究进展做一综述。

硼含量对Fe-B-C合金组织和性能的影响

研究了含0.5%～2.0%B的Fe-B-C合金在铸态和热处理态下组织和硬度的变化规律。试验结果表明,硼含量为0.5%及碳含量为0.14%的Fe-B-C铸态合金,显微组织结构简单,无共晶硼化物生成,硬度低。随着硼含量的继续增加,在晶界处生成共晶硼化物,呈网状结构分布,晶粒度不均匀。经淬火处理后,网状结构出现断网,当淬火温度达到950℃时,断网明显,组织并无粗化现象,硬度达到47HRC,此时性能为实验条件下最优。随着淬火加热温度的升高,热处理组织粗大,硬度略有下降。以显微组织和硬度为评价标准时,硼含量为1.5%,淬火温度为950℃,综合性能较好。

Fe-B-C耐磨合金的研究进展及展望

概述了Fe-B-C合金的发展过程。结合Fe-B二元相图和Fe-B-C三元等温相图介绍了合金的凝固组织、力学性能及磨损性能。总结了变质处理对合金的韧性和耐磨性的影响。对该材料性能研究的不足及其在耐磨领域的可持续发展,提出了几点可行性建议。

机械振动辅助激光熔覆Fe-Cr-Si-B-C涂层的显微组织及界面分布形态

采用机械振动辅助激光熔覆复合改性新工艺,在45钢表面制备了单道Fe-Cr-Si-B-C合金涂层。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能量分散谱（EDS）分析了熔覆层的物相组成、微观结构和元素分布,通过HVS-1000型显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度。结果表明,熔覆层主要由α-（Fe,Cr）固溶体、M7C3（M=Fe、Cr）碳化物、Fe2B硼化物和少量Fe0.9Si0.1组成。在机械振动辅助作用下,熔覆层结合界面组织由平面晶向带状和柱状晶转变,振幅为0.13-0.18mm时的晶粒细化效果最为明显;熔覆层中增强相形态随着频率的增加由短杆状向颗粒状、层状、条状转变,分布形态由杂乱分布向弥散分布和网状分布转变。相比未加机械振动的熔覆层,机械振动下的熔覆层中气孔、裂纹减少,显微硬度提高了约13.9%。这些结果显示熔覆层中显微组织形态及其分布主要受振幅和频率协同作用的影响。

热处理工艺对Fe-B-C耐磨合金组织和性能的影响

采用不同热处理工艺研究了淬火温度和介质对Fe-B-C合金组织和性能的影响。结果表明,Fe-B-C合金的凝固组织是由珠光体、铁素体、共晶硼化物组成,热处理后基体大部分转变成马氏体,共晶硼化物由连续的网状向断网状转变,并出现块状孤立组织;细长的"触角"钝化;Fe-B-C合金的硬度和冲击韧度大幅度提高。900℃水淬+250℃回火,材料的硬度最高;950℃油淬+250℃回火,冲击韧度最高;以硬度、冲击韧度和耐磨性为评价指标时,950℃水淬综合性能较好。

基于B-B-C电子商务模式的用户权限控制

通过对传统的用户权限控制方法的全面分析,结合B-B-C电子商务模式用户多样化的特点,提出了一种基于角色和用户功能项相结合的权限控制方法,并给出了具体的实现方法。

添加TiB_2对Ti-B-C复相陶瓷性能的影响

在1800℃,35MPa的条件下热压烧结B4C/Ti(摩尔比1:3),得到了TiB2/TiC陶瓷材料.材料的弯曲强度和断裂韧性分别为454MPa和8.4MPa·m1/2.当材料中添加不同含量的TiB2时,发现显微结构中有棒晶出现,经X射线分析为TiB2.添加5%(体积比)TiB2时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别高达540MPa和10.8MPa·m1/2;而添加20%TiB2时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性下降到357MPa和8.19MPa·m1/2.经扫描电镜观察,添加5%TiB2的材料中棒晶数量明显,长度在10～40μm,气孔较少;而20%TiB2材料中的棒晶发育不充分,数量较少,并且存在大量的气孔.这说明一定数量的添加剂可以促进棒晶的生长和发育.原位形成的棒晶,使材料起到了自增韧的效果,大幅度提高了复合材料的力学性能。