在钛合金表面制备Al-Si涂层的方法及其高温抗氧化性

采用低氧压高温快速熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备出具有抗高温氧化能力的Al-Si熔结涂层. 与其他工艺相比,这种工艺相对简单,且不需要经过长时间的加热处理就能在合金的表面形成一层足够厚度的Al-Si熔结涂层,不仅省时节能,且涂层中的抗氧化元素铝、硅的浓度可通过调整涂层粉末的混合比例来进行控制. XRD检测表明涂层主要由Al、Si、Ti5Si3和TiAl3相组成. 在1 073 K空气中循环氧化105 h的实验结果表明:未经过处理的钛合金试样的氧化增重一直保持着较高的增长速率;而对带有低氧压熔结Al-Si涂层的试样来说,其氧化增重近似呈抛物线规律,显著地提高了钛合金的抗氧化能力.     

球墨铸铁热浸镀铝工艺

铸铁热浸镀铝工艺不尽成熟,将球墨铸铁热浸镀铝工艺的镀前处理及浸镀参数选择作为研究重点.分析了热浸镀铝层厚度的控制方法和热浸镀铝层的结构.实验表明,获得高质量球墨铸铁热浸镀铝层的关键是预处理工序、酸碱液配方和助镀剂.球墨铸铁热浸镀铝工艺中,合金层影响最大的因素是浸镀时间和浸镀温度.时间的延长和温度的提高,都会使合金层厚度增加.球墨铸铁与Q235钢相比,球墨铸铁镀层的合金层较薄,且合金层针齿更加连续、致密.     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

球墨铸铁热浸镀铝的扩散行为

为了提高铸铁模具的抗高温氧化性能,通过制备热浸镀铝试样、对试样进行扩散退火,采用扫描电镜（SEM）观察Al元素的扩散行为,观察700℃下,不同扩散时间和3h下不同扩散温度的试样截面形貌.研究和探讨在不同温度下和不同保温时间条件下Al的扩散情况.结果表明：对热浸镀铝试样进行扩散,温度越高,Al的扩散速度越快;在相同扩散温度时,增加保温时间有利于Al元素在合金层中扩散,随扩散时间的增加,Al层逐渐变薄直至消失,Fe-Al合金层明显增厚.     

热浸镀铝球墨铸铁氩弧重熔工艺

为强化热浸镀铝层的耐磨性能,将球墨铸铁经780℃热浸镀铝后进行氩弧重熔处理,分析重熔工艺参数对重熔层性能的影响,利用扫描电镜对热浸镀铝层和氩弧重熔层组织进行了观察。结果表明:热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,组织改善,由原来富铝层和扩散层转变为重熔层和过渡层。氩弧重熔工艺参数对重熔组织裂纹率、熔深、表面硬度影响较大,重熔电流增大或电弧扫描速度减小时,重熔层裂纹率下降,熔深增加,硬度升高。在重熔电流为70～120 A时,重熔层和过渡层硬度最高可达8.430和8.820 GPa。氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度。     

碳钢粉末渗铝试验研究

对 2 0碳钢进行了粉末包埋渗铝试验 ,优化了渗剂配方及渗铝工艺。采用X射线衍射仪分析了渗铝层的相成分 ,并对渗铝层的微观组织和渗铝钢的力学性能进行了测试。结果表明 ,使用 3号渗剂的 2 0碳钢的表面渗铝效果最好。 2 0碳钢渗铝层内未出现高铝脆性相 (FeAl3 、Fe2 Al5等 ) ,这有利于改善渗铝钢的力学性能和焊接性能。 2 0碳钢经渗铝处理后 ,其机械性能略有降低 ,高温持久性能明显降低 ,而抗高温氧化性能大大提高。     

新型贝氏体球墨铸铁轧制成形的研究

研究新型贝氏体球墨铸铁的制取工艺，并在水平连续铸造设备上拉制成棒材。探讨该材料的变形抗力以及棒材轧制工艺参数，为该材料的塑性变形提供了依据。在斜轧机上成功地轧出了性能很好，直径分别为３５，４０， ６０ ｍｍ的磨球。     

球墨铸铁中渗碳体球化的影响

The research aims to provide an alternative to austempering treatment of ductile cast iron with a simple and cost-effective heat-treatment process. This goal was accomplished by applying a simple one-step spheroidization heat treatment to the as-cast ductile iron, which would normally possess a coarse pearlitic microstructure to a significant extent. Spheroidization experiments involving isothermal holding below the lower critical temperature (A1) were conducted followed by standard mechanical testing and microstructural characterization for an experimental ductile iron. After improving the spheroidization holding time at a given temperature, the work shows that the ductility and toughness of an as-cast ductile iron can be improved by 90% and 40%, respectively, at the cost of reducing the tensile strength by 8%. Controlled discretization of the continuous cementite network in pearlitic matrix of the ductile iron is deemed responsible for the improved properties. The work also shows that prolonged holding time during spheroidization heat treatment leads to degradation of mechanical properties due to the inhomogenous microstructure formation caused by heterogeneous decomposition and cementite clustering in the material. The main outcome of this work is the demonstration of ductile cast iron’s necking behavior due to spheroidization heat treatment.     

抗磨贝氏体球铁的裂纹形核与扩展

采用压痕法及扫描电镜观察,研究了抗磨贝氏体球铁中裂纹的形核与扩展。实验结果表明,裂纹主要在石墨─基体界面形成,其次在碳化物─基体界面形核。裂纹在石墨─基体界面和碳化物─基体界面的形成机制不同,裂纹优先沿界面扩展。并从热力学的角度对其进行了分析。     

热浸镀锌钢板镀层织构与耐蚀性

用X射线衍射和动电位扫描方法研究了热浸镀锌钢板镀层织构、相分布和耐蚀性的关系.实验结果表明,镀锌层中纯锌相的主要织构组分为{0002}基面织构,当镀锌层厚度增加时,纯锌相中{0002}基面织构密度水平增加,纯锌相自腐蚀电位升高、腐蚀电流密度减小以及耐蚀性增加.X射线衍射分析电化学剥离后的铁锌相,结果表明,镀锌层由纯锌相和合金相组成;电化学实验表明,镀锌层各相耐蚀性不同,合金相的耐蚀性高于纯锌相的耐蚀性,且Fe--Zn合金相的耐蚀性随铁含量的增加而增加.     

铸铁喷涂渗铝工艺和性能

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl3、内层是Fe2 Al5和少量的FeAl3;显微硬度有了很大程度的提高,峰值可达HV 950;渗铝试样在800、900℃进行高温氧化实验几乎不增重,抗氧化性能较铸铁可提升几十倍;同时试样也兼具良好的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能.