层状阻燃结构对PBT/IFR复合材料性能的影响

通过熔融共混和模压成型技术制备了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/膨胀型阻燃剂(IFR)共混和层状复合材料,其中层状复合材料为3层阻燃结构,内层为非阻燃层(纯PBT),内层外面两层为阻燃层(PBT/IFR)。通过UL94垂直燃烧、极限氧指数(LOI)以及拉伸和冲击性能测试对比分析了两种复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,与PBT/IFR共混复合材料相比,PBT/IFR层状复合材料的阻燃性能提高幅度更大,虽然低IFR含量下其力学性能低于共混复合材料,但随着IFR含量增加,力学性能下降幅度更小。当层状复合材料中的阻燃层/非阻燃层/阻燃层的厚度比为1.5 mm/1 mm/1.5 mm,即IFR质量分数为22.5%时,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度与相同IFR用量下的共混复合材料相当,而阻燃性能与IFR质量分数为30%的共混复合材料相当,其UL 94阻燃等级达到V–0级,LOI提高到24.4%。这表明,采用层状阻燃可控受限结构,可在较低的IFR用量下更好地提高PBT/IFR复合材料的阻燃性能,同时减缓了力学性能下降的幅度。

膨胀型阻燃剂对PBT阻燃性能及力学性能的影响

通过熔融共混制备出了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/膨胀型阻燃剂(IFR)复合材料,采用UL 94垂直燃烧、极限氧指数测试(LOI)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸和冲击测试来表征其阻燃性能和力学性能;系统地研究了不同含量的IFR对PBT阻燃性能、力学性能的影响。实验结果表明,随着阻燃剂IFR含量的增加,PBT/IFR复合材料的阻燃性能逐渐提高,但其力学性能相应地下降。当阻燃剂质量分数为30%时,达到V-0级,综合性能最佳。

淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响,利用光学显微镜观察高速钢试样的金相组织,对淬火组织的晶粒度进行评级,并对回火组织中碳化物的组成和分布进行统计;采用洛氏硬度计和材料万能试验机测试试样的硬度和抗弯强度。结果表明:随淬火温度的升高,M4粉末高速钢淬火后硬度先上升后下降,在1200℃时出现最大值HRC 62.9;淬火态试样的晶粒度随淬火温度的升高而降低。经三次回火后M4粉末高速钢硬度值较淬火态均有提高,且随淬火温度的升高,先增高后下降,在淬火温度为1190℃时达到最大值HRC66.4。随淬火温度的升高,回火态试样的抗弯强度逐渐下降,碳化物聚集长大倾向明显,尺寸均匀性下降。M4粉末高速钢的最优淬火温度区间为1180~1190℃。

Cr2AlC含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用冷压-烧结方法制备了含质量分数0%、5%、10%、15%Cr2AlC的铜基复合材料,利用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪观察并分析复合材料微观组织和微区成分,使用HVS-1000型显微硬度计和M-2000型摩擦磨损试验机测试复合材料的硬度和摩擦磨损性能,分析Cr2AlC质量分数对复合材料硬度、摩擦性能和磨损机理的影响。结果表明:含Cr2AlC铜基复合材料的相对密度为0.8,Cr2AlC均匀分布在铜基体上,有效提高了复合材料的硬度;随Cr2AlC质量分数增加,复合材料摩擦系数先升高后降低,磨损量先降低后回升,当Cr2AlC质量分数为10%时,复合材料的摩擦系数最大,磨损量最低,耐磨性能最佳;未添加Cr2AlC的纯铜材料磨损机理以黏滑为主,含Cr2AlC铜基复合材料的磨损机理是犁削磨损、剥层磨损和氧化磨损三者的结合。

70TiFe对Ni基合金喷焊层耐磨和耐蚀性能的影响

采用等离子喷焊工艺,在45钢表面以70TiFe、Ni60A粉末为原料,制备原位生成TiC增强Ni基合金喷焊层。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和电化学工作站等研究了不同70TiFe掺量对喷焊层耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明:添加70TiFe后,喷焊层中有TiC、TiB2等新相生成,并且随着70TiFe掺量的增加,喷焊层的硬度、耐磨性以及耐蚀性均得到显著提高;当70TiFe掺量为4%时,喷焊层的显微硬度达到930 HV2N,耐磨性为基材的10倍,自腐蚀电流为1.64×10^-6A,为Ni60A喷焊层自腐蚀电流的一半,能够有效保护45钢基板。

不同碳含量粉末烧结钢冷压流变致密化行为研究

在材料万能试验机上对碳含量(质量分数)为0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的粉末烧结钢进行冷压变形试验,利用Hollomon方程对粉末烧结钢流变应力数据进行非线性拟合,结合显微组织形貌分析烧结钢冷压流变致密化行为和孔隙、晶粒变形机制。结果表明:烧结钢冷压应变硬化行为符合Hollomon方程,随着碳含量的增加,极限断裂应变量逐渐减小;在相同应变下,随着碳含量的增加,烧结钢应变硬化率逐渐上升,致密化效果先增强后减弱,在碳质量分数为0.9%时最佳;随着应变增加,烧结钢孔隙闭合,晶粒由等轴状变为片状;烧结钢的流变致密化过程在低应变下以致密化和致密化硬化为主,在高应变下以变形和基体加工硬化为主。

Fe-2Cu-0.5C粉末烧结钢高温拉伸流动应力及预测

在变形温度为850~1000℃、应变速率为0.1~10 s^-1条件下,通过Gleeble-3500热模拟试验机,对Fe-2Cu-0.5C粉末烧结钢进行了高温拉伸测试,并通过有限元模拟修正了测得的真应力-真应变曲线,分析了粉末烧结钢的高温拉伸变形行为,并建立了本构方程预测其高温拉伸流动应力。结果表明:有限元模拟能够有效地修正高温拉伸真应力-真应变曲线,最大限度地减小由样品温度梯度带来的误差。修正后的流动应力在变形初始阶段随应变的增加迅速增大;之后,随着应变的继续增加,流动应力增速减缓,达到峰值后趋于平稳直至试样断裂。建立了具有较高预测精度的Fe-2Cu-0.5C粉末烧结钢高温拉伸流动应力本构方程。本构方程的流动应力预测值与修正值吻合较好,相关系数为0.99801,平均绝对相对误差为0.92%。