铜合金表面新型金属陶瓷涂层材料的性能

航天发动机某热端零部件采用的QCr0.8材料,由于经受高温、高速富氧燃气的冲刷,通常会发生高温氧化或者冲刷烧蚀而失效,其应用条件严苛。经分析与研究,选择在Ni-Pb_3O_4-B_2O-BaO-SiO_2体系玻璃相中加入适当的磨料,成功地制备了铜合金表面新型金属陶瓷涂层。采用热震试验及氧化试验对比了磨料中不同比例的镍粉添加量对涂层性能的影响;根据宏观形貌观察并结合SEM微观形貌分析了涂层的形貌以及界面特点。结果表明:镍粉与玻璃熔块添加比为1.2∶1.0的涂料抗热震、抗氧化性能最好,可以有效保护基体。

含难熔金属涂层的研究进展

材料表面性能直接影响着材料能否在特定环境中长期服役。表面涂层技术作为一种常用的表面改性方法,通过在基体表面涂覆一层或多层金属或非金属,提高基体耐磨、耐热、耐腐蚀、高温稳定等性能。难熔金属及其合金、金属间化合物、碳化物、氮化物等,因具有高温强度高、抗液态金属腐蚀性能好、可塑性加工等特点,已成为航空航天、国防军工等领域最具潜力的涂层材料。含难熔金属涂层的制备方法有热喷涂、激光熔覆、气相沉积等,且相关技术仍在不断优化和创新,以适应日益严苛的服役条件,如人们在传统热喷涂上进行改进,开发了超音速火焰喷涂和超音速等离子喷涂技术,结合激光熔覆和冷喷涂开发出激光辅助冷喷涂技术,还提出了利用接触固体渗碳方法获得难熔金属碳化物涂层。在研究较多的难熔金属涂层、合金涂层和碳化物涂层的基础上,学者通过成分及工艺优化不断改善涂层耐磨、耐高温等性能,还获得了具有独特性能的Ni-W、Ni-Mo、Ta纳米复合薄膜和Mo2C复合涂层及高硬度WN涂层;由于单一涂层的应用存在局限,开发具有不同功能的复合涂层已经成为研究热点,如具有润滑性能的难熔金属硫化物复合涂层、Mo2Si系复合涂层等;由于晶粒细化带来的优势,多种纳米级复合薄膜制备技术也有待开发推广。此外,在难熔金属涂层回收方面,关于WC涂层的回收提取技术研究较深入,而我国难熔金属回收再利用比例较低,从涂层中高效清洁回收难熔金属的关键技术有待研发。本文介绍了不同种类的含难熔金属涂层,包括金属基合金涂层、陶瓷涂层(主要包括碳化物涂层、氮化物涂层、硅化物涂层、硫化物涂层)、难熔高熵合金涂层等,综述了不同涂层的应用领域、制备方法及涂层中难熔金属的回收策略,指出了目前研究中面临的问题,展望了未来含难熔金属涂层的研究方向。

Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板组织细化

提出一种细化Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板组织的"强化固溶→过时效→中温多向锻造→中温轧制→快速加热再结晶处理"的中间变形热处理(ITMT)技术原型,采用金相分析、能谱分析和透射电镜分析等方法,研究ITMT工艺过程中的组织演变规律和晶粒细化的机理,并讨论利用不连续再结晶控制晶粒大小所具备的条件。结果表明:采用ITMT工艺能够保证Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金厚板的充分、均匀变形,在轧制变形量不超过80%的条件下,使厚度达6mm以上的Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金再结晶晶粒组织和第二相结构深度细化:短横向平均晶粒尺寸为8μm,纵向及长横向平均晶粒尺寸为12μm,第二相点状颗粒尺寸一般小于3μm。ITMT工艺细化晶粒的机理主要是利用变形储能和第二相的有利影响,通过不连续再结晶实现组织细化。

Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、硬度测试、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪,研究了Ce元素对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响。结果表明:Ce元素可细化铸态合金的晶粒,加速合金中亚稳相的析出过程,并增加合金中亚稳相的体积分数,提高合金的室温及高温力学性能;本实验条件下,Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-Zr-0.2Ce合金的综合力学性能最优,过量Ce的添加将形成粗大的Mg12Ce,易引起应力集中,降低合金的室温强度和伸长率;添加0.2Ce后,合金的室温抗拉强度提高25MPa,300℃时抗拉强度提高17MPa。

预热对HG70钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能的影响

在焊前不预热、预热100℃和预热150℃的条件下进行HG70钢CO2气体保护焊,分析了预热对焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:焊前预热使HG70钢焊接接头组织改善,硬度下降,淬硬倾向降低,塑性、韧性提高,强度稍有降低。

提高1420铝锂合金板材超塑性的方法

采用一种新型形变热处理方法在工业条件下制备了1420铝锂合金超塑性板材,通过高温拉伸、金相、扫描电镜观察等检测分析手段研究了该板材的超塑性能。组织观察表明,该板材具有扁平状的晶粒组织和较强的形变织构;当试样在475～525℃和5×10-4～1×10-3s-1条件拉伸时,最高伸长率为480%。通过改变变形温度和应变速率的两阶段拉伸和变形前再结晶退火处理,最高超塑性伸长率分别提高到600%和960%。

TiO_2纳米粉末、纳米管及其能带理论研究进展

综述了TiO2纳米粉末和纳米管的主要制备方法并进行了比较,提出了今后制备技术的发展方向。同时总结了通过理论计算来进行材料设计的基本思路,着重强调使用固体能带和分子轨道理论以及能谱实验数据相结合的方法来进行成分设计和进一步提高计算水平,更好地反映材料性能的电子结构本质。