Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应

研究了Cr粉在机械球磨过程中粒度分布、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律.探讨了机械球磨过程中Cr粉的形貌特点及其细化机理.结果表明:Cr的细化主要发生在球磨前期(5h),5h后细化速率明显减缓,球磨25h时,Cr粉的表面积平均粒径(1.383μm)和体积平均粒径(2.184μm)均达到最小,平均晶粒尺寸达到15.2nm,球磨细化效果最佳,球磨30h,粒度峰右移且分布范围变宽.在球磨20h内,随球磨时间的延长,Cr粉的晶粒尺寸减小,显微应变增大,当晶粒尺寸达到15nm左右时,显微应变出现了突降,随后显微应变随着晶粒尺寸的减小而减小.Cr粉细化的机理是:球磨初期Cr粉产生强烈塑性变形,缺陷密度剧烈增加,粉体发生强烈加工硬化,加速了粉体碎化;球磨25h冷焊和碎化达到动态平衡,粉体粒度达到最小;球磨30h后,粉体表面活性增大,粉体出现再次团聚.机械球磨法可获得形状规则的类球形Cr颗粒.

预扩散处理Cr-Fe粉对铁基合金组织与性能的影响

以水雾化纯Fe粉为基体粉末,研究含Cr铁粉与纯Fe粉在不同温度下预扩散处理对铁基合金组织与性能的影响。结果表明:采用预扩散处理可以提高Cr元素的强化效果,优化合金性能;在Cr-Fe粉预扩散温度为750℃、800℃、820℃时,铁基合金的密度随着预扩散温度的升高而提高,预扩散温度为850℃时,合金密度明显降低;铁基合金热处理后的硬度随着Cr-Fe粉预扩散温度的升高而增大;抗拉性能随着Cr-Fe粉预扩散温度的升高而略有降低,在850℃预扩散处理后下降明显。未经预扩散处理的铁基合金,其显微组织主要为铁素体、马氏体以及少量珠光体,经预扩散处理后,合金主要由马氏体和铁素体组成,且马氏体的含量随着预扩散温度的升高而增加。由含Cr铁粉与基体粉末在800℃左右扩散处理后的粉末制备的铁基烧结合金,其硬度可以达到30HRC以上,抗拉强度保持在780MPa以上。

32Cr3Mo1V表面激光合金化层热疲劳性能的研究

采用万瓦横流CO2激光器在32Cr3Mo1V基体表面合金化Cr粉及Co基粉,获得富含Cr和Co的合金层,并对合金层的成分、组织、硬度及热疲劳性能进行了分析.结果表明:合金层与基体形成完全的冶金结合,组织致密、晶粒细小、无裂纹及孔隙夹杂等缺陷,添加的合金元素Cr与基体形成了富含18.7%Cr的Fe-Cr固溶体,Co合金与基体形成了富含合金元素超过63%的Fe-Cr固溶体和不锈钢相;Co和Cr激光合金化层均能延缓、阻滞疲劳裂纹的产生,并且能降低裂纹扩展的速度,裂纹密度从基体的28.9%分别降为合金化Cr层的12.4%和Co层的9.4%.虽然激光Co层本身具有更小的热疲劳裂纹倾向,但在激光合金化层附近的基体上会发生疲劳裂纹严重聚集,这将大幅度降低整体结构的抗热疲劳性能;热疲劳的机理为氧化-应力开裂,即热疲劳过程中所形成的高硬度脆性氧化物在热应力的作用下断裂.

高速电弧喷涂FeMnCr/Cr_3C_2涂层抗高温冲蚀磨损性能

针对超临界锅炉管道的严重冲蚀磨损问题,采用高速电弧喷涂技术在20钢表面制取耐磨涂层,并研究其高温冲蚀磨损特性。采用场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析等方法探讨涂层的冲蚀磨损规律。结果表明,FeMnCr/Cr3C2涂层最大冲蚀率出现在冲击角60°附近,表现出半塑性冲蚀磨损特征;其耐高温冲蚀性与FeCrNi/Cr3C2涂层相近,明显优于20钢。

高速电弧喷涂铁基Cr_3C_2复合涂层的显微组织

采用高速电弧喷涂技术将自制的铁基Cr3C2粉芯丝材在20钢上制备复合涂层,采用SEM、TEM、XRD等研究了涂层的显微组织和物相结构。结果表明:涂层与基体结合紧密,具有致密的层状结构,颗粒扁平细小,孔隙率低,具有较高的显微硬度;在涂层中存在着多种结构复杂的组织和化合物相,其中-αFe为基体相,主要硬质相为(Fe,Cr)23C6、(Fe,Cr)7C3,另外还有FeCr2O4、Cr2O3等氧化物相,其中某些物相之间存在着平行的晶体学取向关系。

CeO_2对纯铜表面料浆包渗Cr-Al渗层组织和耐磨性能的影响

采用浆料包渗法,以Cr2O3粉为渗Cr源,纯Al粉为还原剂,NH4Cl为活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在纯Cu表面预先镀Ni,随后表面浆料包渗Cr、Al,制备Cr、Al共渗层;研究稀土氧化物CeO2含量对Cr、Al渗层显微组织和耐磨性能的影响。采用SEM和XRD测定渗层的表面形貌和结构。结果表明:添加稀土氧化物CeO2后,渗层表面显微组织产生明显变化,颗粒由大变小,渗层变致密,组织由单一的Ni(Cr、Al)固溶体转变为由Ni3Al相和固溶体混合组成;随着稀土氧化物CeO2含量的增加,固溶体中Cr含量先增后减,渗层的摩擦因数先降后升,最小摩擦因数为纯铜的1/3。

铝板铸轧辊套表面热疲劳开裂及防止措施研究

针对铝板铸轧工业中最常用的32Cr3Mo1V辊套材料,在实验室采用自制热疲劳试验机模拟热疲劳裂纹的产生和扩展过程。结果表明,热疲劳过程中所形成的高硬度、脆性氧化物在热循环应力作用下断裂(即氧化-应力开裂)是热疲劳裂纹产生和扩展的最主要原因;并根据这一结果,设计了采用激光合金化方法在辊套表面形成高铬固溶体合金层的方法,制作的合金层能够延缓、阻滞热疲劳裂纹的产生和扩展;并系统分析了合金层的成分、组织、硬度及其热疲劳性能。