镓基液态金属非润湿及不黏附玻璃表面的研究

液态金属/玻璃非润湿、不黏附研究对于镓基液态金属盛放、回收以及流动运输具有重要意义。通过气氛保护熔炼法制备GaIn_(20.5)Sn_(13)液态金属,利用不同型号砂纸打磨及旋涂镀膜处理制备不同表面形貌的玻璃片,研究合金液滴在不同玻璃表面的润湿、黏附和滚动行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及接触角测量仪分别对不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测试和表征,并在其表面进行了滚动测试。结果表明:粗糙化处理和镀膜处理均可降低合金液滴在玻璃表面的润湿性,提高合金液滴的流动性。随着表面粗糙度的增大,液滴在玻璃表面的接触角不断增大,当粗糙度为187.9nm时,表面接触角达到150.6°。将表面粗糙化与镀膜处理相结合,得到镓基液态金属非润湿、不黏附的玻璃表面,接触角最高可达160.4°,同时合金液滴在其表面的滚动角为15°,滚动滞后角为3°。     

炼铜炉渣与澳斯麦特炉喷枪的润湿性研究

采用座滴法研究氮气气氛下铜冶炼澳斯麦特炉水淬渣与澳斯麦特炉喷枪表面的润湿行为,并探讨保温时间、温度、喷枪材质(310S及316L不锈钢)及熔渣中Fe(Ⅲ)含量对润湿角大小的影响。单因素试验结果表明,1 200℃时澳炉渣与310S不锈钢基片的润湿角(20°)小于与316L基片的润湿角(26°),温度升高时,润湿角均减小,1 250℃时分别下降至5°和20°左右。熔渣与两种不锈钢材质之间的润湿角差异加大,由1 200℃时的6°增大到1 250℃时的15°。当水淬渣中加入质量分数3%Fe(Ⅲ)时,熔渣与不锈钢基体间的润湿角均会有所增加(1250℃时316L基片增加2°,310S基片增加9°),熔渣与基底之间的润湿性降低。在实际生产中,选择相对较高的熔炼温度(1 250℃),控制炉渣中较低的Fe(Ⅲ)含量,以310S作为喷枪枪身材质时,枪身挂渣效果会更好。     

钛及钛合金封接用无铅玻璃的制备及封接性能初探

为满足工业生产对无铅封接玻璃的需求,研制了一种用于钛及钛合金封接的铋酸盐系玻璃。测试了该铋酸盐玻璃的膨胀系数及润湿角,考察了其与TA1纯钛、TC4钛合金的封接效果。结果表明,所制备的铋酸盐玻璃的线性膨胀系数为8．96×10-6K-1,可与TA1、TC4实现匹配封接。此外,该铋酸盐玻璃具有良好的润湿性,在大气气氛下封接件的强度达1730N,高于惰性气体保护下封接件的强度。最后提出了今后将进一步优化和改进铋酸盐玻璃配方,降低封接温度,优化封接工艺,提高封接件的可靠性。     

可控氧化气氛下4J29合金的组织与性能研究

在不同可控氧化条件和相同浸润条件下获得合金与玻璃的浸润件,并分别分析氧化温度和氧化气氛N2载水/H2流量比对Fe-Ni-Co可伐合金表面氧化膜成分与形貌以及氧化膜-玻璃浸润角、结合强度和循环稳定性等的影响。XRD结果表明:N2载水/H2比例高于170/10时,800℃以下为单一Fe3O4相,900℃生成Fe3O4+FeO混合相;N2载水/H2比例降低为140/10时,800℃生成Fe3O4+FeO混合相。SEM形貌分析表明相同N2载水/H2流量下,升高反应温度,会使氧化物颗粒增大;同一氧化温度下,N2载水/H2比例的增大,氧化物颗粒减小且致密。与玻璃浸润性能研究表明,氧化条件为800℃,N2载水/H2=200/10时得到的单一Fe3O4与玻璃的浸润性最优,其玻璃浸润角为3.01°,拉伸剪切强度为7.16 MPa,且具有良好的冷热循环稳定性。     

Cr对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊料抗氧化性能的影响

研究了Cr元素对液态Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)焊料在280℃下表面抗氧化性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)分析了焊料的表面氧化,探讨了Cr改善合金抗氧化性能的机制及其对SAC305无铅焊料显微组织和润湿性能的影响。结果表明,Cr元素的加入可有效提高焊料的抗氧化性,Cr元素在熔融的焊料表面易于生成Cr2O3,其先于Sn氧化形成一种保护性的致密氧化膜,阻碍了焊料的进一步氧化。当焊料中Cr的质量分数达到0.1%(质量分数)时,焊料表面的氧化膜光滑致密,SAC305-0.1Cr液态焊料具有很好的抗氧化性能。另一方面,Cr的加入降低了焊料的润湿性能,随着Cr含量的不断增加,焊料的铺展面积逐渐减少。微量P元素的添加可以改善SAC305-0.1Cr焊料的润湿性。     

加热工艺对含铜钢表面氧化的影响

研究了加热工艺对含铜钢表面氧化的影响.结果表明,加热温度和加热时间对含铜钢表面氧化程度影响显著.含铜钢液态铜相出现在1 100～1 200℃的加热温度范围,而在1 000℃和1 300℃加热时,基体与氧化层界面处不出现液态铜相.加热温度为1 100℃时,液态铜相沿奥氏体晶界向基体的渗透能力比1 200℃时更强.高温加热时,随加热时间延长,含铜钢的氧化程度加重,同时也增强了液态铜相向基体的渗透.加镍可有效防止含铜钢在高温过程中形成液态铜相,避免铜发生热脆.     

硅锰合金增氮制备氮化硅锰

在实验室条件下,设计9种温度制度制备氮化硅锰合金,并利用差热分析仪研究升温速率、保温温度、保温时间和降温速率对硅锰合金增氮效果的影响。结果表明,硅锰合金样品的增氮量(质量分数)为5.45%~37.92%,其均值为19.33%;影响硅锰合金增氮的主要因素是升温速率、保温温度和保温时间。硅锰合金增氮的最佳升温速率、最佳温度区间和保温时间分别为5℃/min、1 100~1 400℃、4h。在最佳温度区间1 100~1 400℃、保温4h的条件下,硅锰合金的增氮量最大,此时,硅锰合金的氮的质量分数为32.8%。使用XRD分析仪分析可得,其主要物相是Si_3N_4、MnSiN_2和Fe_2Si。硅锰合金增氮过程是固态和液态硅锰合金与氮气反应的过程,其中液态硅锰合金与氮气发生反应时增氮速度较快。     

TiC—WC—Co硬质合金真空烧结的碳氧反应条件

本文主要研究在出现液相前碳氧反应进行的条件,并对碳氧反应进行情况提供判断方法。碳氧反应进行的最高溫度应当接近但又低于被烧结合金的共晶温度,此溫度对TiC-WC-Co合金为1200～1250℃。在最高碳氧反应溫度下保温时间以颗粒表面氧化膜全部消除和碳氧反应基本结束为准。所需保温时间同合金牌号、型号、原料含氧量有关。当保温时间达到使放气量接近加热前空炉放气量时,可认为碳氧反应基本完毕。     

Si和Mn含量对液态Zn润湿钢的动力学影响

含Si和含Mn的高抗拉强度钢有时出现不为液态Zn合金所润湿的情况，很多研究致力于改善液态Zn的润湿性。本工作是用静滴法检测在不同润湿角和直径时液态Zn滴随时间延长对含Si、Mn钢润湿的变化。可定量计算液态Zn对这种钢的润湿性。Si降低液态Zn对钢的粘着力和在钢中的扩散速度，Mn对润湿角和粘着力的影响较小，但在Si含量较高的情况下，有时会增大Zn在钢中的扩散速度。     

阳极氧化Ti-6Al-4V合金表面TiO_2多孔膜的制备及研究

在一定浓度的H_2SO_4溶液中对Ti-6Al-4V合金表面进行阳极氧化处理,通过改变阳极氧化处理的电压、氧化时间和电解液浓度,研究了预处理工艺参数对钛合金表面形貌、物相、润湿性及粗糙度的影响.试验结果表明:钛合金经过阳极氧化处理后,表面出现了二氧化钛(TiO_2)纳米多孔结构,多孔氧化膜由锐钛矿型和金红石型TiO_2组成;在0.5mol·L~(-1)H_2SO_4溶液中,随着阳极氧化电压的增加,多孔膜的孔径逐渐增大,基体表面与模拟体液(SBF)的接触角明显降低,经120V氧化处理的试样表面接触角由预处理前的52.8°降至16.9°左右,具有良好的润湿性;并且试样表面的粗糙度明显增加,在电压为120V时粗糙度达到0.56μm.在电压120 V时,随着阳极氧化时间或电解液浓度的增加,TiO_2多孔膜的含量和孔径尺寸逐渐增大,试样表面的润湿性和粗糙度也不断增加,在氧化时间10 min或电解液浓度0.5 mol·L~(-1)时达到最大,氧化时间大于10 min或电解液浓度高于0.5 mol·L~(-1)时,试样表面出现裂纹,多孔结构被破坏.     

The Influence of Mischmetal on Wetting of Steel by Zn+5wt%Al Alloys

The wetting of steel sheet by liquid Zn+5 wt%Al alloy has been measured by the Meniscograph.The result shows that the addition of mischmetal in Zn+5 wt%Al alloy decreases the surface tension of thealloy,reduces the wetting angle of the liquid alloy raising in steel substrate surface and enhances the adhesivepower and wettability between them.It is concluded that the mischmetal addition in baths influences the reac-tion between steel sheet and liquid Zn+5 wt%Al alloy and thus improves the wettability of them.     

倾斜角度对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金的影响

利用自主研发的Di Metal-100型激光选区熔化设备制备与基板平面成不同倾斜角的Ti6Al4V非标准拉伸试样,研究熔化成形后合金的显微组织、物理和力学性能。结果表明,Ti6Al4V合金粉末熔化成形后的组织为针状α′马氏体和(α+β)相,随倾斜角度变化,试样中α/α′相与β相的相对含量也发生变化,倾斜角为45°试样中β相含量最高;α′马氏体呈柱状分布于(α+β)相中,并且方向始终平行于成形方向(Z轴方向)。随SLM成形试样的倾斜角从0°增加到90°,其相对密度先减小后增大,并在90°时达到最大值96.1%;试样的硬度和抗拉强度均先升高后降低,在45°时达到最大值,硬度为393 HV,抗拉强度为1 288 MPa;试样表面粗糙度Ra也呈先增大后减小的趋势,在0°时达到最小值8.77μm,在30°时达到最大值19.55μm。     

调质处理对22MnCrNiMo钢闪光焊焊缝组织与力学性能的影响

为研究调质处理对R4s （22MnCrNiMo）级系泊链钢闪光焊焊缝区力学性能的影响,通过改变循环淬火温度（880~960 ℃）,确定最优淬火温度;然后通过改变回火温度（560~640℃）和回火后保温时间（2040 min）,研究回火温度和回火后保温时间对钢力学性能的影响。结果表明,经调质处理后,焊缝区断口虽仍呈现韧性断裂,但拥有较高的强度和较好的塑性,特别是在920 ℃ 30 min+920 ℃ 30 min淬火+600℃30 min处理后,焊缝区拥有较高的强度和最佳的塑性,强度达到1 071 MPa,延伸率高达17%,综合性能最优。     

浸入式水口倾角对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响

浸入式水口出口角度影响射流的动能损失,进而影响结晶器内的流动行为.建立了比例为1 ∶ 4的水模型,在模型拉速为0.425 m/min、水口浸入深度为40 mm的条件下,借助粒子图像测速技术研究了浸入式水口出口倾角为0°和+5°对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响.结果表明,0°和+5°水口条件下,射流在模型内的流动方式有很...     

590 MPa含锰钢带罩式炉退火氧化色分析与控制

针对罩式炉工业化生产590 MPa含锰低合金冷轧钢带表面氧化色缺陷，分析了表面氧化色的主要组成。实验室采用马弗炉模拟了罩式炉退火工艺，验证了金属锰薄片对钢带表面氧化色的抑制作用。结果表明，金属锰薄片可以通过消耗炉内氧化性气氛，保护试样表面在退火过程中不被氧化。罩式炉工业化退火采用冷点温度620 ℃、热点温度630 ℃、保温时间25 h及全过程40 m3/h氢气流量吹扫制度，同时退火过程中在每个对流板中心处装入125 kg纯金属锰薄片，可避免工业化生产590 MPa含锰低合金冷轧钢带边部出现氧化色缺陷，同时力学性能满足要求。     

钛合金挤压用含NaCl新型玻璃润滑剂的黏-温特性、热腐蚀及热障性能

以提高钛合金热挤压润滑效果为目的,研究了一种以磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl为主要组成的新型玻璃润滑剂,通过模拟挤压实验、扫描电子显微镜以及换热系数测量装置,重点分析了不同组成比润滑剂的黏度-温度曲线、高温下润滑剂对钛合金的腐蚀作用、润滑条件下钛合金与模具钢之间的换热特征.结果表明,磷酸盐玻璃、SiO₂和NaCl的质量比为70:20:10的润滑剂,在600~900℃之间的黏度变化幅度较小,为1.3×105~9.4×105 Pa·s,有利于提高钛合金挤压润滑效果.950℃下润滑剂与钛合金的接触时间不超过3 min时,润滑剂对钛合金坯料表面的高温腐蚀作用很小,且具有消除坯料表面原有氧化层的作用;但随高温接触时间的延长,钛合金表面的高温腐蚀程度逐渐增大.当TA15钛合金和H13模具钢的初始温度分别为900和400℃、新型润滑剂最终厚度约0.1 mm时,钛合金和模具钢之间的界面换热系数随实验时间的延长由185增加到1714W·m-2·s-1,而传统钛合金热挤压用硅酸盐玻璃润滑剂为286~2025 W·m-2·s-1,表明新型玻璃润滑剂具有较好的高温热障性能.      

退火工艺对3.15 % Si冷轧无取向硅钢组织和织构的影响

试验研究了退火温度（850~950℃）和时间（5~18 min）对2.3 mm热轧硅钢板（/%:0.036C,3.15Si,0.21Mn,0.005P,0.007S,0.032Al）6道次轧制的0.35 mm冷轧板组织和织构的影响。结果表明,退火温度越高,晶粒平均尺寸越大,900℃5 min退火时平均晶粒尺寸41.39μm,试样织构主要集中在γ取向线上的{111}＜112＞;织构组分和{111}＜110＞;织构组分;900℃18 min退火时平均晶粒尺寸为48.08μm,试样的{111}面织构和{112}面织构密度都明显减弱,{001}面织构增强,磁性能较优。     

锥面密封油套管特殊螺纹接头密封面过盈量计算

根据厚壁圆筒的弹性力学原理,对油套管锥面密封形式特殊螺纹接头的密封面过盈量设计进行了理论推导,根据第四强度理论,在保证密封面不屈服的条件下,得出密封面理论最大过盈量.利用得到的公式对密封结构参数进行了计算分析,结果表明,密封面角取10°～30°、台肩角取5 °～20°,为接头设计的理想范围.对实际加工接头进行标准试验,对比试验值与计算值,发现实际过盈量为计算最大过盈量的0.7～0.9倍,研究成果为接头密封面设计提供了理论依据.     

Cold rolling on textured rollers to obtain regulated surface roughness

At OAO MMK, a new production technology has been developed for cold-rolled steel sheet with regulated surface roughness, used in the auto industry. This technology relies on regulation of the tension in the cold-rolling mills, a special textured barrel surface of the working rollers, new roller profiles, and the use of a wetting liquid in the temper mill.