PA6含量对PVC/PA6共混物形态结构与力学性能的影响

以EVA-g-MAH为相容剂,将PVC与自制的低熔点PA6共混制备了PVC/PA6共混物。通过扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试研究了PA6含量对PVC/PA6共混物形态结构及力学性能的影响。SEM分析结果显示:随着PA6含量的增加,PVC/PA6共混物的分散相尺寸逐渐增大,当PA6含量为10%时,共混物中分散相的分散尺寸最小为1μm;当PA6含量为50%时,共混物为两相共连续结构;当PA6含量为60%时,共混物中PA6为连续相,PVC为分散相。力学性能测试结果表明:当PA6含量为10%时,共混物的缺口冲击强度和拉伸强度都较PVC有明显提高,分别提高了约50%与30%,达到了6.29kJ/m2和60MPa。采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PVC/PA6共混物的结晶温度,检测结果显示:PVC/PA6共混物呈现非晶结构。

淬火速度对高强度弹簧钢组织与力学性能的影响

采用DIL805A相变仪结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究不同淬火速度对60Si2CrVAT弹簧钢显微组织、力学性能和马氏体转变点的影响。研究结果表明:在淬火速度从10℃/s增加800℃/s的过程中,随淬火速率的增加,马氏体块的宽度从666.0 nm减小至573.9 nm,马氏体板条的宽度从189.0 nm减少到147.3 nm。60Si2CrVAT弹簧钢的强度、塑性和硬度总体呈现先增加后降低的趋势,马氏体转变温度则呈先下降后增加的趋势,当冷速为200℃/s时,马氏体转变开始点温度最低而强度和塑性均达到最大,分别为1 924 MPa和26.4%,综合力学性能最好。淬火过程中产生的微纳米孪晶马氏体对提高材料的强塑性起到了促进作用。

CPR/NR和高性能填料对复合摩擦材料力学性能的影响

通过干法热压成型工艺制备性能优异的复合摩擦材料,研究了高性能填料以及改性酚醛树脂与丁腈橡胶质量比(CPR/NR)对复合摩擦材料性能的影响规律。对材料的摩擦磨损性能与力学性能进行了测试,借助热分析仪测试其耐热性能,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜对表面形貌进行了观察和分析。结果表明,复合摩擦材料的密度、压缩强度、压缩模量、硬度随橡胶含量的减少而增加,冲击强度则呈相反的趋势。橡胶含量的减少,树脂比例的增加,使复合摩擦材料的耐热性得到提高,促进了第二接触面的形成,使摩擦系数与磨损率降低。高性能填料含量较低时,材料表面形成大且连续的第二接触面,第二接触面使摩擦系数、比磨损率降低,复合摩擦材料的主要磨损形式为粘着磨损与磨粒磨损;填料含量的增加会阻碍第二接触面的形成,使材料摩擦系数和比磨损率逐渐增大,材料的磨损形式由粘着磨损、磨粒磨损转变为磨粒磨损和疲劳磨损。

锻造态GH4169高温合金热变形行为的有限元模拟

为了研究锻造后GH4169高温合金的热变形行为,在950~1100℃以0.01~5 s^(-1)的应变速率在Gleeble-3500热模拟机上对锻造态GH4169高温合金进行了热压缩试验。检测了热变形过程中合金的温升及热变形后的显微组织。采用Deform-3D有限元软件模拟了锻造态GH4169合金试样中不同变形条件下的温度场和在1100℃以0.1 s^(-1)的应变速率变形时的应变场及应力场分布。结果表明:在较低温度以较高应变速率变形时合金中会产生较大的变形热,且随着变形温度的提高和应变速率的降低,变形热逐渐减小,这与计算值的变化规律一致;在热变形过程中试样心部始终处于高温、高应力应变状态。

磨料水射流喷丸对渗碳GDL-1钢表面完整性及疲劳性能的影响

为研究后混合磨料水射流喷丸对渗碳后GDL-1钢表面完整性及疲劳性能的影响规律,利用X射线应力衍射仪、粗糙度仪、显微硬度仪、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析了水射流喷丸强化对试样表面残余应力场、粗糙度、硬度、形貌、组织的变化规律,并用升降法测定了抛光及抛光+水喷丸两种状态下渗碳GDL-1钢拉压疲劳性能。结果表明:试样经水喷丸处理后,表面粗糙度有所增加,并且有磨料撞击形成的小凹坑及在表面残留有玻璃磨料,但同时表层脱碳层大部分被去除,硬度得到显著提升、残留奥氏体含量降低,晶粒得到细化,并且在表面形成一定深度的残余压应力层。经水喷丸处理的试样,其较未经水喷丸的疲劳极限提高了19%,且疲劳源全部在远离表面接近1/2R位置形成,这说明水射流喷丸在表层产生的高残余压应力和晶粒细化可以显著提高渗碳钢的疲劳性能。

BT25钛合金高温变形行为

对BT25钛合金在温度为950~1 100℃,应变速率为0.001~10 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,分析了热力学参数对流变应力和微观组织的影响,并以Arrhenius方程为基础,构建了本构方程,最后进行了验证.结果表明:BT25合金在相同温度和应变速率下变形,变形量越大,动态再结晶越充分并细化了晶粒.相同变形量,变形温度越低,应变速率越高,动态再结晶晶粒尺寸越细小;流变应力随应变速率的增加而增加,随变形温度的升高而减小;BT25合金在α+β两相区(950~1 010℃)Q=763.51 k J/mol,β相区(1 040~1 100℃)Q=231.36 k J/mol.

退火对PA6结晶和拉伸性能的影响

通过调节退火时间和退火温度,研究了退火工艺对尼龙(PA)6结晶性能以及PA6在不同拉伸速率下的拉伸性能的影响。结果表明,在100℃恒温退火时,随着退火时间的增加,PA6初始熔融温度逐渐升高,熔限减小,γ晶的晶粒尺寸增大,但结晶度变化不大;在5 h退火时间下,随着退火温度的增加,PA6结晶度呈现先增加后降低的趋势,而α晶晶粒尺寸逐渐增大。总体上看,不同拉伸速率下退火时间和退火温度对拉伸强度的影响较小,相对来看,退火温度为100℃时拉伸强度较高,而当退火温度达到200℃时,拉伸强度显著下降;当拉伸速率较高或较低时,不同退火时间下的PA6断裂伸长率相差不大,而当拉伸速率为20,50 mm/min时,随退火时间的增加,断裂伸长率逐渐降低;退火温度为100,130℃的PA6断裂伸长率保持在相对较高值,且拉伸速率越低,其值越高,但随着拉伸速率增加,其下降趋势也最快;高拉伸速率下,退火温度对PA6断裂伸长率影响较小。以上结果表明,当对PA6进行退火处理时,在拉伸性能方面需要考虑拉伸速率的影响。

磨料水射流喷丸对渗碳GDL-1钢表面性能及残余应力场热松弛行为研究

采用后混合磨料水射流喷丸对经渗碳风冷后的GDL-1钢进行表面强化与改性,通过激光共聚焦显微镜,扫描电镜,透射电镜,显微硬度仪,X射线应力衍射仪分析不同压力水喷后试样表面粗糙度、组织、硬度和残余应力等的变化规律,并研究300 MPa水喷处理后不同保温温度和保温时间残余应力场的热松弛行为。结果表明:随着水压的增加,表面粗糙度增大、残留奥氏体转变量增多、硬度提高幅度变大,水喷后,晶粒和组织得到明显细化,并且在表层形成一定深度的残余压应力场。残余应力的热松弛主要受保温时间和温度的影响,在100℃和300℃时,残余应力的热松弛受回复过程控制,500℃时,残余应力热松弛受回复和再结晶过程控制。表面残余应力在回复过程中存在两个阶段,初始阶段应力松弛速度快,以点缺陷回复为主,后一阶段松弛速率慢,以位错回复为主,并进一步研究指出Zener-Wert-Avrami方程并不适合描述整个回复过程。

凹凸棒土与炭黑粉体协同补强天然橡胶的性能

采用球磨溶液改性的方法制备改性凹凸棒土,利用机械共混法制备凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料,研究凹凸棒土与炭黑相互作用对天然橡胶性能的影响。结果表明:Si11-110型硅烷偶联剂对凹凸棒土有良好的改性作用,凹凸棒土与炭黑之间具有明显的协同补强效果,改性的凹凸棒土-炭黑-天然橡胶复合材料可以显著提高100%和300%的定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐切割性能;硅烷改性的凹凸棒土与炭黑协同补强能明显改善复合材料的网络结构,使得橡胶复合材料有更大的储能模量;通过增加结合胶的厚度,橡胶分子链在结合胶表面,更容易滑移和解缠,有效增大了拉伸强度和断裂伸长率。

GDL-1钢等离子表面合金化组织与耐磨性

采用高能等离子束在GDL-1钢基体表面预涂覆302合金粉末进行合金化表面改性。分析合金化层的成分、组织结构、硬度和耐磨性。结果表明：单道扫描合金化层以铁基固溶体为基体,均匀分布Fe3C、Cr7C3、W2C、WC、VC、MoC和Mo2C等细小弥散碳化物;由表及里组织分别为细密的等轴晶与树枝晶混合组织,沿散热方向的树枝晶,胞状晶,从熔池表层到中心,树枝晶组织越来越粗化;多道搭接合金化层组织为粗大的树枝晶。合金化层的硬度在700~850 HV0.1之间,GDL-1钢耐磨性得到明显改善。

GDL-1型高强韧贝氏体钢的回火组织与性能

研究了GDL-1型钢加热空冷回火后的冲击和拉伸性能的变化及显微组织和断口形貌。结果表明，该钢经920℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织。在300-350℃回火强韧性达到峰值，σb=1249MPa、σ0.2=929MPa、AKv=130J，400℃回火后的屈强比达到峰值0．83。400—600℃回火后，分布于贝氏体铁素体（BF）条束问的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物，在BF条内的高密度位错区也诱导析出细小碳化物钉扎位错产生二次硬化，出现不可逆回火脆性，冲击功和断面收缩率降低。由于稀土（RE）原子在原奥氏体晶界偏聚与Si原子产生交互作用抑制沿原奥氏体晶界沉淀出连续分布的碳化物，因此未见沿晶断裂特征。

GDL-4高速钢表面TiAlN涂层磨损性能研究

应用非平衡磁控溅射离子镀在低成本高速钢GDL-4进行TiAlN镀层,使用MMS-2A屏显式磨损试验机对涂层滑动磨损性能进行研究,考察了不同的载荷下磨损量和摩擦系数。对比试验表明,随着载荷的增加,GDL-4钢TiAlN涂层磨损量和摩擦系数增加均较小,与W6Mo5Cr4V2钢TiAlN涂层相当,且明显低于未涂层GDL-4。采用SEM对磨损形貌观察发现,GDL-4钢TiAlN涂层磨损失效为层状剥落和轻微的塑性变形共同作用的结果,而GDL-4未涂层表面以犁沟磨损为主。结果表明GDL-4钢TiAlN涂层耐磨性能和W6Mo5Cr4V2钢TiAlN涂层相当。

稀土含量对Ca-P陶瓷涂层组织及细胞相容性的影响

利用激光熔覆技术在医用钛合金表面制备一层梯度Ca-P陶瓷涂层，并研究了La2O3含量对其微观组织结构及细胞相容性的影响。通过OM，XRD，SEM，MTT法及倒置荧光显微镜对Ca—P陶瓷涂层的结合界面、物相、表面形貌，细胞活性及细胞生长形态进行分析。结果表明：Ca—P陶瓷涂层主要含有CaTiO3、HA、TiO2、β-TCP等物相。当Ca—P陶瓷涂层中La2O3质量分数为0．6％时，在2θ为32～33。附近其XRD图谱中羟基磷灰石（HA）的特征峰较高，表明其生成的生物活性相最多。并且其在模拟体液（SBF）浸泡14天后的表面上生成的HA最多，分布最广。细胞试验表明当La2O3质量分数为0．4％～0．6％时，梯度生物陶瓷涂层具有较佳的细胞相容性，有利于细胞的稳定增殖与生长。

42CrMo钢等离子氮化和水射流喷丸复合处理

利用真空脉冲等离子氮化技术,探究等离子氮化处理的最佳工艺参数;而后利用高压水射流喷丸技术研究了氮化前进行水射流喷丸预处理对氮化层的组织和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对氮化层的显微组织、形貌、含氮量、相成分进行检测和分析,采用XRD应力测定仪,表面粗糙度仪,显微硬度仪对渗氮层表面完整性进行了分析。结果表明：等离子氮化工艺最佳温度为530~540℃,等离子氮化后表面完整性（表面残余应力,粗糙度,表层硬度梯度,渗层形貌）得到改善。而经过复合处理使γ＇相衍射强度增强,氮化层均匀,渗层厚度增加超过100μm,进一步改善了等离子渗氮层质量和性能。

光斑类型对激光熔覆MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层组织和性能的影响

目的获得高性能工具钢涂层。方法分别采用方形光斑及圆形光斑激光熔覆试验,在M2工具钢(W6Mo5Cr4V2)上制备出MoFeCrTiWAlNb高熵合金(HEA)涂层,对比分析两种工艺下,高熵合金涂层的组织结构及性能差异。采用SEM、XRD、EDS分析两种涂层形貌、成分、相结构。采用显微硬度计、摩擦磨损试验机测试两种涂层的硬度及耐磨性。结果球磨4h后,合金粉末没有合金化,但是发生了形变,合金粉末更加细小均匀,平均直径为56.1μm。圆形光斑制备的HEA涂层的主相结构是BCC和MC碳化物,而矩形光斑激光熔覆制备的HEA涂层的主相结构是BCC、hcp-Fe2Nb和MC碳化物。圆形光斑涂层中出现明显的相分离现象,而采用方形光斑的激光熔覆层熔深浅,稀释率小,显微组织主要由不规则树枝晶及颗粒状碳化物构成。方形光斑激光熔覆涂层平均硬度为850HV左右,圆形光斑激光熔覆涂层平均硬度为680HV左右。相较于圆形光斑所制备的HEA涂层,方形光斑所制备的HEA涂层摩擦系数低,磨损量小,磨损表面光滑,主要磨损机制为磨粒磨损。结论矩形光斑更适合于激光熔覆Mo FeCrTiWAlNb高熵合金涂层。

不同成分EA4T车轴钢的高周疲劳性能

研究了两种不同成分EA4T车轴钢的高周疲劳性能,并采用光学显微镜对其显微组织进行了分析。结果表明:钢中合金元素含量的提高能有效提高钢的淬透性,并使钢中先共析铁素体尺寸减小、数量减少,晶粒尺寸细化;硫含量的降低能减少夹杂物的数量;这些因素共同作用有效提高了该钢的疲劳强度。

TC4钛合金表面等离子熔覆Ni60涂层的性能

以等离子熔覆方式在TC4钛合金表面制备Ni60熔覆层,通过X射线衍射、扫描电镜和显微硬度测试等方法分析Ni60熔覆层凝固组织、成分及硬度的关系。结果表明:在Ni60粉末熔覆层中,由基底依次凝固生长柱晶、枝晶、等轴晶和共晶组织,在柱晶及枝晶主干等部位,Ti优先选择固溶N/O元素,将其他合金元素排挤到后凝固的等轴晶区,在最后凝固区形成富含Ni的共晶组织。熔覆层中先凝固的柱晶及枝晶区,一次时效(600℃/1 h)后获得的强化效果最佳;而后凝固的等轴晶区与共晶区,富含多种合金元素,经三次时效后,表面等轴晶区硬度强化效果依次递增,最终硬度可达800 HV。与TC4钛合金相比,Ni60熔覆层具有更优异的耐磨性和耐蚀性,三次时效后的Ni60涂层磨损失重从0.0574 g降至0.0171 g,耐磨性提高约3倍。

含硫偶联剂对白炭黑-天然橡胶的硫化特性及力学性能的影响

在橡胶加工体系中,采用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)与硫磺(S)进行互配,保持橡胶内部硫含量不变,制备白炭黑(SiO_2)-天然橡胶(NR)复合材料;借助无转子流变仪、万能拉伸试验机、橡胶加工分析仪等对白炭黑-天然橡胶复合材料进行表征,考察不同Si69-S互配对橡胶复合材料的硫化特性及力学性能的影响。结果表明:随着Si69逐渐替代S含量,白炭黑-天然橡胶复合材料的硫化特性得到改善,白炭黑在天然橡胶基体中的团聚程度减弱,分散性逐渐提高;硫化温度越高,反应速率常数越大;随着Si69逐渐减少,S量逐渐增多,断裂伸长率与撕裂强度总体呈增大趋势;当Si69质量为4.2 g、S的质量为1 g时,硫化胶的拉伸强度达到最大值,为33.8 MPa。

不同拉拔工艺对TC4钛合金组织及性能的影响

利用热拉拔装置对TC4钛合金盘条进行了加工,采用Instron试验机和扫描电镜对热拉拔后的合金进行了力学性能、显微组织与EBSD分析。结果表明,随着拉拔的进行,TC4钛合金的组织变得细小,晶粒长径比增大,抗拉强度增加而塑性减小;经中间退火处理后,晶粒等轴化,分布均匀,塑性提高;在拉拔速度3 mm/min时,温度越高再结晶长大越充分,材料的抗拉强度减小塑性增大;在拉拔温度850℃下,随着拉拔速度的增加,材料的抗拉强度增大塑性降低。等轴状晶粒沿着拉拔方向拉长,而且晶粒的取向也出现了显著变化,形成{0001}〈0110〉与{1010}〈0001〉板织构。

45钢激光合金化铬钼硼的显微组织及抗蚀性能

为改善45钢制件表面耐腐蚀性,采用CO2激光在45钢表面合金化铬钼硼以获得高耐蚀性的合金复合涂层。采用X射线衍射仪、金相显微镜、SEM和多功能微机电化学分析仪对合金化层的显微组织及性能进行了研究。结果表明,合金元素与基材实现了良好的冶金结合。合金层组织主要是胞状晶,在晶粒和晶界上弥散分布着通过原位结合形成的高硬度碳化物。合金层的相成分为Fe–Cr、FeB2、CrB2、MoC、Fe3(C,Mo)及Fe3C等;在合金化层内部硬度最高为860 HV,比基材提高了将近3倍,合金化层在盐酸中的抗腐蚀性能也显著提高。