钢/铁双金属复合材料的离心铸造工艺及界面控制

利用复合离心铸造工艺制备了碳钢／高铬铸铁双金属复合材料钻井泵缸套，确定了复合离心铸造的工艺参数，设计了阶梯升温的热处理工艺，并对内套材料的组织和性能进行了测试．研究表明：所设计的17CrMoCu高铬铸铁内套材料的耐磨性明显优于原工艺所用的18Cr高铬铸铁；选择合理的参数（铸型转速、金属液浇注温度、2种金属液浇注时间间隔）以及加入防氧化剂，可使碳钢与17CrMoCu达到牢固的冶金结合，且内、外套之间没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷；采用阶梯升温的热处理工艺，可以避免双金属缸套在热处理时出现裂纹等缺陷．     

淬火方式对高硼合金组织及力学性能的影响

为获得性能较优的马氏体基体同时避免过大残余应力的形成,研究了淬火方式对高硼合金组织、力学性能及残余应力的影响。采用空冷和油冷两种淬火方式调控合金基体组织和残余应力,进而分析了合金在不同淬火方式下的力学性能和残余应力的变化规律。实验结果表明:热处理后,基体由珠光体转变为马氏体,进而促使合金宏观硬度从铸态下的HRC42.73提高至空冷下的HRC55.31和油冷下的HRC57.18,增幅分别为29.44%和33.82%,同时合金中残余应力从铸态下的-307.66MPa增至空冷下的-407.35MPa和油冷下的-462.21MPa。与油冷方式相比,空冷方式下合金宏观硬度虽略有降低,但形成的残余应力较小,进而降低了合金的淬裂倾向。综上所述,在空冷方式下,高硼合金既可获得较优的力学性能又可避免过大残余应力形成,显示出更优的性价比和应用前景。     

界面结合强度对Al_2O_3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

通过对Ａｌ２ Ｏ３／ 耐热钢基复合材料界面结合强度的测试,分析了不同涂层对界面结合力的影响,对不同颗粒涂层的复合材料进行了９００ ℃下的高温磨料磨损试验,并分析了界面结合力对复合材料高温抗磨性的影响．结果表明：颗粒的不同涂层对复合材料界面结合强度的影响较大;颗粒经Ｎｉ 涂层处理后与基体的界面结合力增强,作为抗磨硬质相表现出良好的高温抗磨性能;颗粒有ＴｉＮ 涂层的复合材料由于界面结合强度较低,因而高温抗磨性较差．     

20%Cr合金中碳化物在高温磨损时的作用

用自行研制的高温磨粒磨损试验机对含碳量为0.82%～2.94%的Fe20%Cr合金进行了800℃下的高温磨粒磨损试验。通过对磨损面的形貌分析并结合磨损面亚表层的组织变化,讨论了合金中共晶碳化物在高温磨损时的作用。结论指出:在高温磨损过程中共晶碳化物可以起到提高材料抗磨性的作用,但在很大程度上还取决于基体组织对它的支撑。如果两者能够很好地配合,则可更进一步提高在高温磨损工况下材料的抗磨粒磨损性能。     

高温三体磨料磨损试验机的研制

研制了一台高温三体磨料磨损试验机，可用以模拟研究高温氧化腐蚀和磨料磨损交互作用。该试验机在７００￣９００℃温度范围内具有良好的数据重现性。     

Cu50Ni50过冷熔体惰性形核复合玻璃涂层的研究

为了在铸型中获得深过冷合金熔体,实现快速凝固,以SiO2玻璃粉,C2H5OH,H2O,37%HCl,Si(OC2H5)4和H3BO3为原料,用熔模铸造法和浸涂结合分级热处理工艺在壳型内表面制备了B-F3复合玻璃涂层.XRD分析表明,该涂层在高温下具有极高的结构稳定性,在(1 773±5)K之下B保温90min和F3保温60min均无析晶.将获得深过冷的Cu50Ni50熔体浇入该涂层中,合金溶体过冷度遗传性高达236 K.而且,在涂层中于154 K过冷度下凝固后获得了块体快速凝固单晶.     

涂层对氧化铝／耐热钢界面性能的影响

通过化学气相沉积方法在氧化铝表面分别获得了Ni及TiN涂层,并制得了氧化铝/耐热钢复合材料,为进一步研究复合材料性能与涂层的关系,考察了涂层对复合材料界面结合强度与抗高温氧化性的影响。结果表明：两种涂层都能提高氧化铝/耐热钢界面的结合强度,Ni涂层提高强度的幅度更大;包Ni氧化铝复合材料中的Ni涂层溶解到了耐热钢基体中,界面抗氧化性较好;包TiN氧化铝复合材料中的TiN仍存在于界面上,界面抗氧化性较差。     

SiO_2涂层结构对Cu_(70)Ni_(30)熔体过冷遗传性的影响

采用热分析和红外光谱分析法 ,研究了 Si O2 凝胶薄膜热处理过程中的热失重和结构变化 ,确定了薄膜在室温～ 6 73K区间的分级热处理工艺和玻璃化处理温度。在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层上制备了两类无裂纹 Si O2 薄膜涂层。析晶实验结果表明 ,第一类薄膜涂层在高温下为方石英 ,第二类薄膜经 1 773K保温 1 5 min处理后为稳定玻璃态。将获得深过冷的 Cu70 Ni30 合金熔体浇入两种涂层中分别获得了 90 K和 1 98K的过冷度 ,表明涂层结构对合金熔体过冷度遗传性有影响SiO_2涂层结构对Cu_(70)Ni_(30)熔体过冷遗传性的影响@郭学锋$西安理…     

扩散连接Al/Ni/0Cr18Ni9Ti复合材料的界面组织

选取纯Ni箔作过渡层,采用真空热压扩散工艺,在加热温度480℃、压力10 MPa、真空度1.0×10-2Pa的工艺条件下,制备了变形铝合金2024和不锈钢0Cr18Ni9Ti双金属复合材料.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度仪等测试分析方法,对双金属复合材料的2个连接界面及基体进行了组织、性能分析.结果表明:不锈钢/纯Ni界面形成了宽约8μm的互扩散区,但其过渡区无金属间化合物生成;Al/Ni界面生成了宽约4μm的扩散过渡区,过渡区的相组成为金属间化合物Al3Ni2、Al3Ni及Al3Ni5.     

WC/45钢复合材料的温压烧结工艺及其磨损性能

选取尺寸为0．076～0．100mm的WC颗粒为增强相，45钢为基体，系统地研究了粉末冶金真空烧结法制备颗粒增强钢基复合材料的温压烧结工艺，考察了常温压制烧结和温压烧结两种工艺条件下材料的滑动摩擦磨损性能．结果表明：对于509／6WC 50E钢(质量分数)粉末，采用硬脂酸锌作润滑剂，在压制温度为140℃、压力为320kN时，得到了较为理想的压坯密度(9．4362g／cm^3)，其相对密度达到91．6％，比常温压制的压坯密度(9．1292g／cm^3)提高了3．4％．销盘磨损试验结果表明：温压试样的耐磨性分别是15Cr高铬铸铁的2．9倍，20Cr高铬铸铁的2．6倍，同样工艺条件下常温压制试样的2．8倍，通过扫描电镜分析了复合材料的磨损机理。