H13钢表面激光熔覆NiFeBSi-Si_3N_4合金的组织及腐蚀性能

利用连续波CO2激光器分别在H13钢表面激光熔覆N iFeBSi-Si3N4和N iFeBSi合金,考察了Si3N4对N iFeB-Si合金组织及腐蚀性能的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及动电位极化技术对熔覆层的组织及腐蚀性能进行研究。结果表明,N iFeBSi-Si3N4合金激光熔覆层与H13钢基体形成了良好的冶金结合,改性层呈细密的枝晶状组织,无孔洞裂纹等缺陷。与N iFeBSi合金相比,N iFeBSi-Si3N4合金激光改性层在工业用脱膜剂介质中腐蚀电位正移,腐蚀电流密度下降,抗孔蚀能力提高。

固体润滑剂在Ni-Cr合金/Si_3N_4摩擦副界面的转移行为与摩擦学研究

考察了Ni-Cr-CaF2,Ni-Cr-PbO合金分别与Si3N4配副下的摩擦学性能,运用扫描电镜分析了固体润滑剂在Ni-Cr合金/Si3N4摩擦副界面的转移行为。结果表明,转移膜中CaF2的存在有利于在Si3N4陶瓷上形成有效的转移膜,但是CaF2未在摩擦界面优先转移,而软金属Pb与Si3N4陶瓷的润湿较差,不能在Si3N4陶瓷上形成软金属Pb的完整转移膜。

镁合金复合化学镀(Ni-P)-Si_3N_4复合镀层工艺研究

通过复合化学镀的方法在镁合金表面制备（Ni-P）-Si3N4复合镀层，主要研究了镀液中颗粒含量、温度、pH等工艺参数对复合镀层表面形貌及显微硬度的影响。结果表明，获得良好表面微观形貌和较高显微硬度的纳米复合镀层的工艺参数为：0=80℃、pH=8．5，ρ（Si3N4）为7-9g／L。

Si_3N_4陶瓷/Inconel 600合金液相诱导扩散连接接头的强度与断裂行为

利用Nb/Cu/Ni复合层作中间层 ,采用液相诱导扩散连接方法连接了Si3 N4陶瓷 /Inconel6 0 0合金 ,用剪切试验评价接头强度 ,采用扫描电镜 (SEM )观察接头的断口形貌 ,系统地分析了连接压力、连接时间 ,连接温度对Si3 N4陶瓷 /Inconel 6 0 0合金液相诱导扩散连接接头的强度和断裂行为的影响。结果表明 ,连接温度 (在连接时间为30 0 0s以及连接压力为 5MPa条件下 )、连接压力 (在连接温度为 1130℃以及连接时间为 30 0 0s条件下 )和连接时间 (在连接温度为 1130℃以及连接压力为 10MPa条件下 )都与接头的剪切强度呈抛物线关系。

采用Ti/Ag-Cu/Cu中间层钎焊连接Si_3N_4陶瓷和TiAl合金的界面结构及性能

采用Ti/Ag-Cu/Cu中间层实现了Si_3N_4陶瓷与TiAl合金的钎焊连接,获得了良好的接头.利用SEM,EDS等微观手段,分析了接头界面结构和元素分布情况.结果表明,Si_3N_4陶瓷/Ti/Ag-Cu/Cu/TiAl典型界面微观结构可能为:Si_3N_4/TiN/Ti-Si/Cu-Ti+Ag(s,s)+Cu(s,s)/AlCuTi/TiAl.在连接温度1 133 K、保温时间30 min、接头压力0.040 MPa时,接头四点弯曲强度达到最大值170 MPa.

Si_3N_4/(Cu,Nb)/Ni/Inconel600高温合金部分液相扩散连接接头的组织与力学性能

为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷/金属接头,通过设计非对称中间层(Cu,Nb)/Ni,在连接温度为1403 K/1373 K,连接时间为50 min,连接压力为7.5 MPa,冷却速度为10 K/min的工艺条件下,采用真空扩散连接设备,进行了Si3N4/Inconel600高温合金接头的部分液相扩散连接(partial liquid phase dif-fusion bonding,PLPDB).接头的强度通过剪切试验评价,接头组织形态采用扫描电子显微镜(SEM)进行了观察和分析.实验结果表明,Cu,Nb配比、(Cu,Nb)层的厚度和连接温度影响接头的组织形态、强度与断裂.在连接温度为1403 K时,Cu,Nb配比增加,接头中的孔洞缺陷减小,接头强度提高,断裂位置从陶瓷/中间层界面向陶瓷转变.当连接温度为1403 K,Cu,Nb配比为10,(Cu,Nb)层厚度不超过0.2 mm时,随着(Cu,Nb)层厚度的增加,接头强度提高.当连接温度从1403 K降到1373 K时,接头强度明显提高.

Si_3N_4陶瓷表面Ni-Ti复合渗镀合金化研究

在多元离子复合渗镀装置中,采用二元复合靶对 Si_3N_4陶瓷表面进行 Ni-Ti 复合渗镀,实现了 Si_3N_4陶瓷表面的合金化。采用 EDS、SEM、XRD 分析方法和声发射划痕试验对陶瓷表面的渗镀层进行分析。结果表明:渗镀层中含有镍、钛、铁等元素,各元素分布较为均匀,没有明显的成分聚集现象;渗镀层与 Si_3N_4陶瓷基体界面成分过渡连续,没有微观和宏观缺陷。声发射划痕试验结果表明,渗镀层与陶瓷基体结合得较好,在100 N 的最大载荷下,渗镀层没有出现剥离和崩落现象。

Fe-C-V合金中V_4(C,N)_3对疲劳位错运动区域分布和疲劳强度的影响

本文研究了Fe-C-V合金中,V_4(C,N)_3对疲劳位错运动区域和疲劳强度的影响。研究表明细小、均匀、弥散、稳定的V_4(C,N)_3促使位错运动分布在广泛区域,减小疲劳损伤局部化,明显提高疲劳强度。

WC-Al_2O_3复合材料与Si_3N_4陶瓷和YG6硬质合金配副时的摩擦磨损行为

采用真空热压烧结技术制备了WC-15%Al_2O_3(质量分数)复合材料,分别以Si_3N_4陶瓷和YG6硬质合金为配副,在载荷40,80N下进行了干滑动摩擦磨损试验,研究了复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:与Si_3N_4陶瓷配副时复合材料的摩擦因数较高且波动较大,与YG6硬质合金配副时摩擦因数较低且相对稳定;与Si_3N_4陶瓷配副时,复合材料的磨损率在较低载荷下高于与YG6硬质合金配副时的,在较高载荷下则低于与YG6硬质合金配副时的;在载荷40,80N下,复合材料的磨损机制均主要为疲劳磨损,伴随着微裂纹、脆性断裂和晶粒拔出等特征。

表面活性剂对镁合金Ni-P-nano-Si_3N_4化学复合镀层组织和性能的影响

研究了表面活性剂对AZ31镁合金Ni-P-nano-Si3N4化学复合镀层形貌、镀速、镀层中nano-Si3N4颗粒的含量以及镀层硬度的影响。结果表明,采用阴离子表面活性剂,使Ni-P-Si3N4镀层的组织均匀且致密,镀层的硬度和沉积率都较高。

S_3iN_4/Ni/TiAl扩散连接接头界面结构及性能

采用厚度为80μm的镍中间层实现了Si3N4陶瓷和TiAl合金的扩散连接.采用扫描电镜(SEM),能谱检测(EDS)等分析方法确定了TiAl/Ni/Si3N4扩散焊接头的典型界面结构为TiAl/Al5Ni2Ti3/AlNi2Ti/Ni3(Ti,Al)/Ni(s,s)+Ni3Si/Si3N4.重点分析了连接温度对接头界面结构及力学性能的影响规律.结果表明,随着温度的升高,TiAl/Ni界面处元素互扩散速率逐渐加快,导致各化合物层厚度增加.同时,Si3N4与镍的反应加快致使在Si3N4/Ni界面处出现孔洞;连接温度过高时,易在该孔洞区产生裂纹.当连接温度1 000℃,保温时间2 h时接头抗剪强度达到最大为104.2 MPa.压剪过程中,裂纹起裂于SiN/Ni界面处,随后向SiN侧扩展并最终断裂于陶瓷母材.

以Cu-Ti复合渗镀为先导的Si_3N_4陶瓷/金属钎焊连接

提出一种陶瓷表面多元离子复合渗镀合金化方法,采用该方法对S i3N4陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀,然后在复合渗镀真空设备中进行渗镀Cu-Ti的S i3N4陶瓷与金属的钎焊。对S i3N4陶瓷表面的Cu-Ti渗镀合金层进行了EDS、XRD、SEM、OM测试分析和声发射划痕试验。结果表明,渗镀层中含有Cu、Ti、Fe、S i及A l元素,Cu、Ti分布比较均匀,渗镀合金层由Cu、CuTi2、TiS i2组成;声发射划痕试验结果表明,在100 N的最大载荷下,渗镀合金层与陶瓷基体未发生剥离和崩落现象。在100倍的光学显微镜及5000倍的电子显微镜下,钎焊接头中陶瓷/金属界面接合良好,无明显的宏观和微观缺陷。可在较低的真空度下实现陶瓷/金属钎焊,为陶瓷/金属钎焊连接提供了一个新方法。

无压浸渗制备Si_3N_4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就 热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或 热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。

Nb、Cu金属层厚度对Si_3N_4/Nb/Cu/Ni/Incone l600接头组织和性能的影响

采用Nb/Cu/N i作中间层,在连接温度为1 403 K、连接时间为50 m in、连接压力为7.5MPa的条件下,采用不同尺寸的中间层进行了S i3N4陶瓷与Inconel 600高温合金的部分液相扩散连接。通过改变Nb层、Cu层厚度,研究了Cu层、Nb层厚度变化对S i3N4/Nb/Cu/N i/Inconel 600接头的组织和性能的影响。研究发现,当Cu层厚度小于0.05 mm时,随着Cu层厚度的增加,接头中的Cu-N i合金层厚度增加,接头强度快速增加;当Cu层厚度超过0.05 mm时,接头中的Cu-N i合金层厚度由于压力的作用不明显增加,接头强度增加缓慢。随着Nb层厚度的增加,反应层厚度增加,接头的强度先增大后减小。

Si_3N_4用于400MPa高强钢筋的工艺研究

热轧400 MPa高强钢筋(HRB400)是钢铁产业政策中重点推广的产品.本试验通过3种试验方案,系统研究了Si3N4作为增氮剂用于生产V微合金化Ⅲ级钢筋的可行性.结果表明采用Si3N4和FeV的加入量分别为0.5 kg/t和0.6 kg/t,完全可以达到甚至超过采用加入0.5 kg/tVN时的合理V,N配比,且钢筋性能优良稳定,是生产HRB400Ⅲ级钢筋的一种新合金化工艺..

Si_3N_4用于生产HRB400Ⅲ级钢筋的试验研究

HRB400是钢铁产业政策中重点推广的高强度热轧钢筋。通过3种试验方案,系统研究了Si3N4合金作为增氮剂用于生产V微合金化Ⅲ级钢筋的可行性。结果表明,采用0.5 kg/t Si3N4合金和0.6 kg/t FeV合金完全可以达到甚至超过采用0.5 kg/t VN时的合理V、N配比,且钢筋性能优良稳定,是生产HRB400Ⅲ级钢筋的一种新合金化工艺。

硅铁含量对反应烧结Fe-Si_3N_4-SiC复合材料性能的影响

以碳化硅、氮化硅、硅铁粉为原料,以热固树脂为结合剂,用1 000 t压砖机机压成型制备了硅铁质量分数分别为0、6%、9%、12%和15%的Fe-Si3N4-SiC试样,研究了硅铁含量对Fe-Si3N4-SiC材料性能的影响。结果表明,经1 300℃氮气气氛下保温8 h制备得到Fe-Si3N4-SiC复合材料,其常温耐压强度和高温抗折强度均优于Si3N4-SiC材料。当硅铁质量分数为12%时,Fe-Si3N4-SiC材料综合性能最佳,而当硅铁质量分数为15%时,Fe的催化作用下降,硅铁合金的氮化程度降低,材料性能下降。

2195铝锂合金在N2O4中的浸泡腐蚀研究

针对液体推进剂在长期贮存中对贮箱材料的腐蚀问题,研究N2O4、含6%水的N2O4以及30%HNO3三种介质与2195铝锂合金的相容性。结果表明,三者的腐蚀速率依次增大,其中在N2O4中相容性良好,在前期几乎不发生腐蚀,浸泡90 d后,可以在试件的表面发现点蚀坑。在含6%水的N2O4中,腐蚀由点蚀引起,腐蚀坑逐渐变大,扩展成面;在30%HNO3中,由点蚀逐步扩展形成剥落腐蚀。三种介质的腐蚀产物均为Al(H2O)6(NO3)3(H2O)3;随着腐蚀的加剧,2195铝锂合金的力学性能逐渐下降。

Fe-Si-Cr-Al四元系Fe_3Si基合金在水润滑条件下的摩擦学性能

利用Optimal SRV摩擦磨损试验机考察了Fe65Si25Cr5Al5、Fe70Si20Cr5Al5、Fe75Si15Cr5Al5和Fe80Si10Cr5Al5等几种Fe-Si-Cr-Al四元系Fe3Si与Si3N4配副时在水润滑条件下摩擦学性能.结果表明:Fe65Si25Cr5Al5和Fe70Si20Cr5Al5的磨损率低于纯Fe3Si和AISI 304不锈钢,同样,与这两种材料配副的Si3N4对偶材料磨损率也相对较低;Fe75Si15Cr5Al5和Fe80Si10Cr5Al5的磨损率则高于Fe3Si和AISI 304不锈钢.Fe70Si20Cr5Al5中Cr元素的化学活性高于其中Al元素的化学活性,材料表面富集的Cr2O3有效阻碍了Si3N4与水的摩擦化学反应,从而使Fe70Si20Cr5Al5在水环境中的摩擦学性能Fe3Si显著提高,在载荷分别为30、50、70和90 N条件下,Fe70Si20Cr5Al5比Fe3Si的磨损率分别降低了15.5%、20.2%、31.8%和38.2%;对偶材料Si3N4的磨损率则分别降低了67.9%、36.9%、46.6%和50.6%.