含纳米金刚石的立方氮化硼聚晶的制备

采用在cBN表面进行镀钛、并在PcBN结合剂中加入纳米金刚石的方法,对静压法合成的PcBN的组织结构进行研究。通过对镀钛后的cBN和合成的PcBN样品进行XRD、SEM、显微硬度、致密度分析和热稳定性分析,并与结合剂中不含纳米金刚石的PcBN样品进行对比,研究纳米金刚石的添加对合成PcBN的组织结构和性能的影响。实验结果表明,在有镀钛cBN、Al和Si存在的环境中,采用先升压至5.5 GPa,然后升温至1 400℃,保温保压500 s的合成工艺,在PcBN中未发现纳米金刚石发生石墨化;作为碳源,与Si、Ti、Al等共同作用,在PcBN组织中形成多种耐热、高硬、稳定的化合物。适当过量地加入使得PcBN组织中残留部分未反应的纳米金刚石,不仅提高了PcBN的致密性,而且提高了PcBN的硬度,更为重要的是消除和减轻了"架桥"现象。在合成PcBN的过程中,Ti和纳米金刚石的反应活性最强。结合真空微蒸发镀钛技术,cBN表面镀钛和加入纳米金刚石使PcBN中的各组分之间充分反应形成的多种化合物过渡层,使得PcBN中各相之间有良好的相容性,PcBN的热稳定性得到提高。

高压下Al基合金的凝固组织特征

研究了亚共晶或过共晶Al-Cu和Al-Si合金在5 GPa压力条件下凝固的显微组织特征。与常压相比,高压不仅会明显改变凝固组织形态,而且会使凝固组织尺寸发生变化,有时粗化,有时细化。凝固组织粗化还是细化与压力对液固两相区温度间隔的影响有关。当压力使液固两相区温度间隔增大时,凝固组织粗化,反之细化。此外,还提出了一种针对树枝晶和胞状晶两种不同形态组织的尺寸评价新方法。

冷变形与时效热处理对CuCrZr合金组织及硬度的影响

研究CuCrZr合金在不同形变量与时效热处理制度下的组织及硬度变化。结果表明,冷变形与时效热处理均能有效提高CuCrZr合金的硬度,固溶处理的CuCrZr合金冷变形后再经时效处理,叠加效果更加显著。时效处理温度在480℃时合金硬度呈现极大值。

热处理对Cu-Cr-Zr合金抗拉强度的影响

研究了固溶和时效热处理对Cu-Cr-Zr合金抗拉强度的影响。结果表明热处理对Cu-Cr-Zr合金抗拉强度有较大的影响,当CuCrZr合金经1040℃固溶处理后再经480℃保温4h时效处理可获得较高的抗拉强度。

低温热处理对α-Fe／Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金结构和磁性能的影响

采用X射线衍射分析、振动样品磁强计和差热分析研究了低温退火处理对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5非晶合金晶化后纳米复合永磁体的组织结构、磁性能及晶化动力学的影响。结果表明,经400℃低温热处理后纳米复合合金中-αFe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的组织结构均产生了明显改变,晶粒尺寸分别从原始态(未经处理)的50.6 nm(-αFe相)和20.6 nm(Sm2(Fe,Si)17Cx相)改变为36.5和24.4 nm;体积分数分别从71.1%(-αFe相)和28.9%(Sm2(Fe,Si)17Cx相)改变为76.7%和23.3%;同时磁耦合性能明显增强。晶化动力学分析发现,低温热处理增大了非晶合金的短程有序范围,改变了原始态非晶合金中-αFe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是优化-αFe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因。

含氮Cr-W-Mo-V半高速钢回火过程中的沉淀析出行为

进行了Cr-W-Mo-V(%:4～6Cr-2～4W-2～4Mo-1.5～2.0V)系和Cr-W-Mo-V+N(0.05%～0.10%)系半高速钢(Semi-HSS)1 050 ℃淬火后分别在100～600 ℃两次回火沉淀析出行为的研究.采用透射电镜、扫描电镜及能谱仪和能量损失谱对碳化物形貌和成分进行分析,用X射线衍射法测定残余奥氏体的体积分数.结果表明,氮有增强钢的二次硬化的效果,氮促进碳氮化物在425～475 ℃回火析出,在550 ℃回火碳化物依附在氮化物表面而沉淀形成复合碳氮化物.Semi-HSS+N在淬火及400 ℃以下回火,残余奥氏体为15%～17%;随回火温度增加,残余奥氏体量急剧降低,在525 ℃回火残余奥氏体小于3%.

机械合金化对Fe-Cu-Al热压烧结的影响

本文利用XRD、SEM、DSC等手段研究了Fe-Cu-Al粉末体系机械合金化(MA)过程金属粉体的结构变化及储能情况。将机械合金化处理后的粉末进行热压烧结,并对烧结体进行了金相组织、硬度和抗折强度分析。结果表明,Fe-Cu-Al经MA处理能够形成二元及三元固溶体,粉体粒度和晶粒度明显细化,粉体内储存了大量的表面能和界面能。球磨20 h晶粒度达到稳定值20 nm,粉体储能达到最大值385.1 J/g,球磨30 h粉体粒度达到稳定状态。随着球磨时间的延长,粉末烧结体的成分趋于均匀,组织不断细化。粉末烧结体的硬度在球磨初期显著提高,超过10 h后硬度提高缓慢,而烧结体的抗折强度随着球磨时间的延长几乎成线性增长。球磨50 h粉末烧结体的洛氏硬度和抗折强度分别达到108 HRB和351 MPa。

微晶玻璃结合剂组分对金刚石润湿性的影响

通过实验考察了B2O3、Y2O3、CeO2组分对Li2O—ZnO—SiO2（LZS）系微晶玻璃结合剂对金刚石／高纯石墨的润湿行为。实验结果表明，高纯石墨不能替代金刚石用于结合剂组份润湿性的考察；随着温度的升高，结合剂对金刚石的润湿角变小，由625℃时的113．78°降到770℃时的43．82°；不同结合剂组分对金刚石润湿性的变化规律不同，B2O3组份能较好地提高结合剂对金刚石的润湿能力，700℃时结合剂对金刚石的润湿角由76．71°下降到30．97°，稀土氧化物的添加不能有效改善结合剂对金刚石的润湿，但添加Y203的结合剂样品对金刚石的润湿性稍好于添加CeO2的结合剂样品。

高铬铸钢和高速钢轧辊的氧化行为

采用增重法对比研究了温度及环境对高铬铸钢和高速钢轧辊氧化行为的影响,并采用超高温激光共聚焦显微镜观察了材料氧化膜的形成特征。结果表明:高速钢组织为分布在基体上V的颗粒或杆状MC型碳化物及晶界Cr、Mo共晶碳化物,而高铬铸钢组织为网状共晶M7C碳化物。在高温氧化过程中,高速钢基体中的MC型碳化物周围快速生成氧化膜并长大,抑制了均匀氧化膜的形成,导致高速钢轧辊氧化膜的不均匀性和生长速率均高于高铬铸钢轧辊。

高速钢轧辊表面氧化行为的原位观察

采用VL2000DX-SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜原位观察了高V高速钢的氧化行为,并与采用NETZSCHSTA449C型示差扫描量热仪/热重(DSC/TGA)连续加热过程氧化增重进行了对比。结果表明:高V高速钢的组织由分布在马氏体基体上的含V的MC型球形碳化物及Cr、Mo为主的M7C3和M6C型共晶碳化物构成。高速钢在连续加热过程中,当温度低于480℃时,随温度增加,几乎不氧化;当温度高于480℃时,氧化速度随温度升高显著增加;当温度高于650℃时,氧化速度随温度增加呈线性增加。不同相氧化速度不同,氧化主要发生在基体上,且含V的MC型碳化物周围氧化较快;而共晶区M7C3型碳化物氧化最缓慢。