多级降压调节阀阀芯表面堆焊Stellite12合金的组织和性能

为了提高多级降压调节阀阀芯的耐磨和耐蚀性能,并缩短该类零件的生产制造周期,采用激光熔覆和钨极气体保护电弧焊两种表面堆焊技术,在阀芯表面上制备Stellite12合金。对比研究了堆焊合金层的微观组织、显微硬度、摩擦磨损性能和均匀腐蚀性能。结果表明,两种工艺制备Stellite12合金层均与基体形成良好的冶金结合,微观组织主要由平面晶、粗大的柱状枝晶和细小致密的等轴枝晶组成。相比于钨极气体保护电弧焊,激光熔覆合金层具有更加致密、细小的枝晶组织,枝晶成分分布也更加均匀。同时,激光熔覆合金层的显微硬度更高、耐磨性能更优。另外,激光熔覆合金层相比钨极气体保护电弧焊的具有更低的均匀腐蚀速率,表现出较为均匀的腐蚀行为。

激光熔覆Stellite 6合金涂层的耐磨耐蚀性能研究

为提高阀杆用SUS630不锈钢的耐磨耐蚀性能,利用激光熔覆技术在其表面制备Stellite 6钴基合金涂层,随后对比研究了Stellite 6合金涂层和SUS630不锈钢基体的显微硬度、摩擦磨损性能和腐蚀性能。结果表明:相对于SUS630不锈钢,Stellite 6合金涂层的硬度提高了25%,磨损体积减少了50%,说明Stellite 6合金涂层的耐磨性能优于SUS630不锈钢基体;此外,在3.5%NaCl溶液中,Stellite 6合金涂层的腐蚀电位(-0.18 V)和钝化膜的阻抗值(367 kΩcm^(2))均高于SUS630不锈钢基体的腐蚀电位(-0.35 V)和钝化膜的阻抗值(129 kΩcm^(2)),而其钝化电流密度(10^(-7)-10^(-6)A/cm^(2))小于SUS630不锈钢基体的钝化电流密度(10^(-6)-10^(-5)A/cm^(2)),说明Stellite 6合金涂层的耐腐蚀性能优于SUS630不锈钢基体。因此,激光熔覆Stellite 6合金涂层可提高SUS630不锈钢的耐磨耐蚀性能。

窄孔内壁激光金属沉积Stellite6合金耐磨层组织及性能研究

为解决窄孔内壁堆焊的可达性差和提高304L不锈钢的耐磨性能,采用激光金属沉积的方式在深30 mm、直径14 mm的304L窄孔内壁制备了一层约2.5 mm厚、致密度为99.9981%、无裂纹、未熔合等缺陷的stellite6耐磨层。通过微纳CT、XRD、金相、硬度测试和摩擦磨损试验等方法,系统研究了耐磨层的组织、相组成、硬度分布和耐磨性能。结果表明,Stellite6耐磨层致密无缺陷,其显微组织从底部到顶部依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。相组成主要为γ-Co、M_(23)C_(6)、CoCx及(Cr,Fe)_(7)C_(3)等。熔合线附近各种元素均匀分布,未出现明显聚集。耐磨层的显微硬度平均值是基体304L的2.38倍,且窄孔不同高度位置的显微硬度值相对稳定。耐磨层的磨损率较304L基体降低了29.3%,显示出优异的耐磨性能。该研究为大深宽比内孔壁激光金属沉积耐磨层在核电、能源动力等行业的应用提供了依据。

Co颗粒对Stellite12硬质合金层耐蚀性能的影响

采用SEM和EDS对热等静压处理的主泵推力盘Stellite12硬质合金层腐蚀缺陷进行了分析,结果显示腐蚀区域存在过量的Co元素,邻近区域则为均匀的W和Cr的碳化物组织结构。过量Co元素为Stellite12合金粉末制造过程的残留Co,在HIP处理后这些Co元素无法实现与推力盘基体的扩散连接及与Stellite12硬质合金组织的有效结合,因此成为腐蚀缺陷产生的诱发原因。

阳极氧化后某2A12铝合金零件表面缺陷的成因

阳极氧化后某2A12铝合金零件膜层异常发亮、存在表面缺陷。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析技术,研究了阳极氧化后零件膜层颜色异常,显现出线条状缺陷的原因。结果表明:该铝合金基体存在富铜偏析相和夹杂相,在阳极氧化过程中,基体中的偏析相优先溶解,杂质相不被氧化,导致阳极氧化膜不均匀,膜层局部区域出现孔洞和夹杂物。

Ag掺杂Mo-12Si-8.5B合金在25~600℃的摩擦学行为

本文中采用放电等离子烧结法制备了Mo-12Si-8.5B和Mo-12Si-8.5B-10%Ag这2种合金,通过高温真空摩擦磨损试验仪测试了2种合金与Al_(2)O_(3)摩擦副在25~600℃间的干摩擦学性能.结果表明:与Mo-12Si-8.5B合金相比,在25~600℃区间Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金表现出更低的摩擦系数和磨损率.在600℃时,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的摩擦系数和磨损率均可达到最小值,其值分别为0.41和1.14×10^(-5)mm^(3)/(N·m),此时Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的干摩擦性能表现最佳,这与Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金磨损表面的MoO_(3)、SiO_(2)和Ag_(2)MoO_(4)等润滑相的存在及Ag在25~600℃范围内起到的润滑效果有关.此外,在25~200℃区间,Mo-12Si-8.5B-10%Ag合金的磨损机制主要为黏着磨损和剥层磨损,在400~600℃范围内,则以黏着磨损和氧化磨损为主.

2A12铝合金预置裂纹脉冲电流处理分析

2A12铝合金强度高,是应用较广泛的金属合金之一,用于高负荷金属构件制作,构件出现裂纹会影响性能,脉冲电流处理法可有效降低裂纹出现的可能性。本文结合2A12铝合金成分组成与特性,研究脉冲电流处理法应用策略,分析铝合金构件裂纹处理结果,探究该方法修复裂纹的可行性,保证2A12铝合金构件性能达标,为开展构件裂纹修复工作提供参考。

基于链码的Stellite12钴基合金金相组织定量分析

针对Stellite12钴基合金金相组织的定量分析问题,提出一种适用于金相组织中不同相的提取与统计算法.以扫描电子显微镜获得的金相组织图像为信息源,通过图像增强、最大类间方差法及canny边缘检测算法对Stellite12钴基合金金相进行处理,分离出WC相、Cr 7C 3相和Co基体,并利用链码跟踪及三角形面积统计算法对目标相标定统计并分析.结果表明:最大类间方差法可以实现WC相、Cr 7C 3相和Co基体的分离,利用链码跟踪及三角形面积统计算法能够快速完成不同相的个数统计与面积计算.

稀土Ce变质对ADC12铝合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及布氏硬度计研究了稀土Ce改性处理对ADC12铝合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:当加入质量分数为0.6%的稀土Ce时,组织中粗大的初生α-Al相变得圆整、细小且分布均匀,共晶Si相由针片状变为颗粒状。稀土Ce与合金中的Al元素发生共晶反应生成Al11Ce3等金属间化合物,在扫描电镜下化合物形状为长条针状,并呈亮白色。添加质量分数为0.6%Ce有效提高了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率,分别达到171.72、260.37 MPa和4.1%,与未添加Ce元素的合金相比分别提升了33.83%、48.69%和155%,与此同时,合金的布氏硬度也达到峰值,为88 HB。

均匀化退火对热轧2A12铝合金板组织性能的影响

为了降低铸造2A12铝合金热轧工艺成本,研究了均匀化退火工艺对热轧2A12铝合金微观组织和机械性能的影响。结果表明,铸态2A12铝合金存在严重的偏析,均匀化退火能够有效改善微观偏析,降低晶界处的应力集中,减少晶界处出现裂纹的风险,提高铸锭强度;但均匀化退火过程容易使铸锭晶界处的强化元素大量回溶,晶界强化相减少,使热轧板力学性能略有下降,而耐腐蚀性提高。

镍中间层增强Stellite堆焊层力学性能研究

采用焊条电弧焊,在COSTE耐热钢和Stellite6合金之间堆焊ENiCrFe-3镍中间层,COSTE钢/Stellite6合金堆焊板作为对比试样,利用扫描电镜、X射线衍射仪、冲击试验机和有限元软件等表征手段,研究ENiCrFe-3中间层对COSTE钢/Stellite6合金堆焊板的成分、组织和冲击性能的影响。结果显示:ENiCrFe-3中间层与COSTE钢和Stellite6合金之间冶金结合良好,在堆焊试样中并没有引入新的脆性相;COSTE/Stellite6堆焊板的冲击功为28 J,加入ENiCrFe-3中间层后,堆焊板的冲击功提高到55 J;ENiCrFe-3中间层的断裂模式为韧性断裂,Stellite6合金的断裂模式为脆性断裂,ENiCrFe-3中间层能够减少堆焊板界面处的残余内应力值。

热处理对Mg-12Y-1Al合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜等研究固溶处理、时效处理后Mg-12Y-1Al合金的显微组织,利用拉伸实验分析热处理前后合金在室温及高温200℃下的力学性能,使用电化学方法测试热处理前后合金的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-12Y-1Al合金的铸态组织由α-Mg基体、Mg_(24)Y_(5)相和Al_(2)Y相组成。Mg-12Y-1Al具有优异的高温热稳定性,在520℃×16 h(T4)固溶处理后,晶粒没有长大,产生新的长周期有序堆垛相(LPSO);225℃×30 h(T6)时效处理对组织的影响不大。与室温下的性能相比,T4态合金在200℃下的极限抗拉强度没有降低,而伸长率由室温的1.3%提高至12.5%。此外,Mg-12Y-1Al合金经固溶及时效处理后耐腐蚀性能得到提升,腐蚀电流密度由铸态的2.799×10^(-5)A/cm^(2)降低至1.551×10^(-5)A/cm^(2)。

稀土Ce变质铸造ADC12铝合金的组织及性能

通过添加稀土Ce的方式对ADC12铝合金进行了变质处理,采用显微组织观察、拉伸试验、断口形貌观察等手段研究了0~0.9%Ce对ADC12铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Ce对ADC12铝合金有较好的变质效果。随着Ce添加量的增加,ADC12合金组织中α-Al相面积分数先升高后降低,合金的抗拉强度和伸长率先升高后降低。Ce添加量0.5%的合金中α-Al相面积分数达到最大值40.2%,其抗拉强度和伸长率也达到最大值,分别为258.2 MPa和3.5%,与未变质的ADC12合金相比,分别提高了37.7%和94.4%。

稀土Ce对2A12铝合金耐蚀性的影响

通过室内周期浸润腐蚀实验方法,研究了稀土Ce对2A12铝合金在含Cl-海洋大气模拟环境中的腐蚀行为。采用蔡司显微镜观察了铸态金相组织,用能量色散谱仪(EDS)分析了腐蚀产物元素组成。采用失重法分析了2A12铝合金腐蚀动力学规律,采用电化学极化曲线分析了2A12铝合金腐蚀后的电化学行为。结果表明,稀土的加入使得2A12铝合金的均匀性得到改善,腐蚀速率明显减小,腐蚀电流密度降低,腐蚀电压增加。稀土Ce的加入使得2A12铝合金锈层更致密而导致铝合金基体表面的电化学反应缓慢。

工艺参数对2A12T4铝合金挤压棒材晶间腐蚀及力学性能的影响

采用正交试验研究化学成分、挤压工艺、热处理工艺对2A12T4铝合金挤压棒材晶间腐蚀及力学性能的影响。结果表明,挤压温度是影响2A12T4铝合金挤压棒材力学性能的主要因素,挤压温度越高,棒材的抗拉强度及屈服强度越高,伸长率越低。淬火转移时间是影响棒材晶间腐蚀的主要因素,淬火转移时间越短,晶间腐蚀深度越小,当转移时间为10 s时,只发生轻微点蚀,棒材满足用户及标准要求。

ADC12铝合金高速铣削前刀面磨损机理研究

为了深入研究ADC12铝合金高速铣削中刀具前刀面磨损行为,采用细晶粒硬质合金刀片进行铣削试验,研究了不同切削速度和切削长度下的切削力变化规律以及对刀具磨损的影响,提出两种前刀面黏结程度评价方法,通过刀具磨损形貌观察及表面化学元素分析,探讨了前刀面的磨损形式,深入剖析了黏结磨损机理。结果表明:切削速度为600m/min时,刀具前刀面黏结最为严重,Al元素含量约为67.61%,这与该速度下切削力较大有关;采用黏结面积法发现,切削速度为600m/min时的刀具前刀面黏结面积同样达到最大,约为0.01286mm^(2);在刀具和工件材料接触区域,由于热—力耦合冲击产生黏结磨损,并在磨粒磨损共同作用下出现月牙洼磨损。

2A12高强铝合金变断面挤压工艺仿真研究

挤压成形是变断面结构一种重要的成形工艺,采用有限元软件对2A12铝合金变断面管材挤压过程进行了数值模拟。研究了挤压过程中温度场和应变场在整个挤压过程中的变化特征,坯料温度、挤压速度、工作带长度和挤压模具锥角对模具口处温度场和应变场的影响规律。结果表明:随着挤压模具锥角、挤压速度的增加和坯料温度的降低,出口处温度场和应变场均匀性降低;工作带长度的变化对出口温度场和应变场的影响较小。

2A12T4铝合金型材在苛刻海洋大气环境中的腐蚀规律

采用室内周期性浸泡的模拟试验方法,研究了2A12T4铝合金型材在苛刻海洋大气环境中的腐蚀行为及电化学规律。试验结果表明,在干燥温度为60℃,浸泡在质量分数为3.5%的氯化钠溶液的条件下,随着时间的延长型材出现明显的点蚀现象和较重的层片状剥蚀,腐蚀失重规律符合幂指数规律,腐蚀电位先降低后升高再降低最后趋于稳定。

搅拌摩擦焊修复2A12铝合金蒙皮裂纹的接头显微组织与力学性能研究

针对1.5 mm厚2A12-T4飞机铝合金蒙皮裂纹缺陷,采用搅拌摩擦焊(FSW)工艺进行裂纹修复,对FSW接头的显微组织演变、力学性能特征及材料流动行为进行研究。结果表明:修复后接头表面成形较好,弧纹均匀清晰无明显缺陷产生,轴肩作用区边缘出现轻微飞边;接头宏观组织观察到明显的包铝层被搅拌进入基体的现象;接头横截面形貌呈梯形分布,分为母材区、热影响区、热力影响区及搅拌区;搅拌区晶粒发生动态再结晶,形成平均晶粒尺寸为2.68μm的均匀细小等轴晶,远小于平均尺寸为16.94μm的母材区晶粒;修复后接头抗拉强度为379.88 MPa,达到母材强度的91%;修复接头断裂位置发生在前进侧热力影响区附近,断面宏观较平整,但微观存在明显的撕裂棱及韧窝。

12Cr钢表面激光熔覆1Cr0.5Mo合金组织与性能研究

12Cr钢因其具有优异的高温蠕变强度及良好的抗蒸汽氧化能力,在超超临界机组中得到了广泛应用。为保证轴颈区域的耐磨性,需在其表面制备1层1Cr0.5Mo合金,但常规的埋弧焊等工艺易产生微裂纹等缺陷。文中采用激光熔覆工艺,在12Cr钢表面熔覆1Cr0.5Mo合金,并针对熔覆层的组织及性能进行研究,通过对激光熔覆试样进行成分分析、PT试验、微观金相观察、硬度测试和拉伸试验,初步验证了激光熔覆技术在保证12Cr钢表面耐磨性能方面的可行性。