Zn含量对低压冷喷涂Cu-Zn复合涂层力学性能的影响

将不同锌含量的铜、锌和氧化铝粉末混合,采用低压冷喷涂技术在1Cr13基体上制备Cu-Zn复合涂层。对该涂层进行力学性能测试,并利用扫面电镜对该涂层的截面形貌进行观察。结果表明:铜锌复合涂层的孔隙率低,涂层与基体结合处紧密,复合涂层的硬度大于冷喷涂Cu涂层和冷喷涂Zn涂层的硬度。随着喷涂用粉体材料中Zn含量的增加,涂层的硬度逐降低,结合强度逐渐升高。锌含量为10%时,涂层的硬度最高(143 HV);锌含量为40%时,涂层的结合强度最高(10.91 MPa)。

三维相场法模拟定向凝固过程枝晶交叉生长研究

以Al-Cu二元合金为例,基于三维相场模型,模拟了定向凝固过程中初始晶粒以锯齿形排列,枝晶交叉生长时的竞争生长行为,研究了晶粒取向对枝晶交叉生长的影响规律。设定两层晶粒交叉生长时晶粒取向角的绝对值相等。结果表明,在一定的计算区域内,交叉生长时晶粒生长方向与温度梯度方向之间夹角的绝对值越大,两组枝晶通过液相通道穿插过对方枝晶之后,其生长越早被抑制,枝晶生长速度越小;当晶粒生长方向与温度梯度方向之间夹角的绝对值达到30°时,两组枝晶互相穿插过对方枝晶后,其中一组枝晶产生新的分枝。这种三维竞争生长很好地解释了相关实验研究,组织中枝晶断断续续生长的现象。