纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

阳极时效时间与电解质对Fe-31Mn-7Cr合金钝化膜的稳定性与耐腐蚀性能的影响

运用综合的电化学方法与原子吸收光谱技术,研究阳极时效时间及其电解液对Fe-31Mn-7Cr合金于50%HNO3或1molL-1Na2SO4溶液中形成的钝化膜的稳定性与耐蚀性的影响.在阳极钝化电位中区,延长Fe-31Mn-7Cr合金在50%HNO3或1molL-1Na2SO4水溶液中阳极时效时间能增加钝化膜的稳定性与防护性,随之进一步改善合金的耐腐蚀抗力.由 1 mol L-1Na2SO4水溶液中阳极极化曲线各参数所表征的Fe-31Mn-7Cr(经1mol L-1Na2SO4阳极时效5h后)的耐腐蚀性能接近于1Cr13不锈钢的水平.在强氧化性的50%HNO3溶液中阳极时效表面改性的效果明显优于在中性的1molL-1Na2SO4溶液中改性者.表面改性后,抗腐蚀性能的提高主要归因于钝化膜中Cr氧化物的富集与Fe和Mn氧化物的贫乏.     

Fe-24Mn-4Al-5Cr合金高温氧化表层结构分析

利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析仪(EPMA)分析Fe-24Mn-4Al-5Cr合金在700℃空气中循环氧化160 h后表面形成的氧化膜形貌、成分分布及组织结构.研究结果表明:Fe-24Mn-4Al-5Cr合金在700℃空气中循环氧化160 h后,氧化层分为两个成分区域,外氧化区和内氧化区;外氧化区主要为Mn2O3相,内氧化区为由于铝和锰的选择性氧化所产生的Al_2O_3和MnAl_2O_4相.另外,由于锰的选择性氧化使氧化层与基体之间的γ-Fe相转变成了α-Fe相.     

Ni74.7Au25.3合金在1 mol/L HNO3中的去合金化

研究了Ni74.7Au25.3铸态合金在1 mol/L HNO3中的电化学行为和去合金化后的表面形貌.结果表明:Ni74.7Au25.3铸态合金具有通过不连续析出获得的富Au和富Ni两相组织;在极化曲线中活化区,Ni74.7Au25.3合金的腐蚀电流密度低于Ni的腐蚀电流密度.合金在1 mol/L HNO3中阳极极化和恒电位腐蚀后均可出现纳米孔隙组织,只是合金中两相组织仅富Ni相发生Ni的选择性溶解,形成纳米孔隙形貌;而富Au相没有变化.由此获得微米量级的复相组织,一相为致密的富Au相,另一相为具有纳米孔隙的纯Au相.     

阳极时效时间与电解质对Fe—31Mn—7Cr合金钝化膜的稳定性与耐腐蚀性能的影响

运用综合的电化学方法与原子吸收光谱技术，研究阳极时效时间及其电解液对Fe-31Mn-7Cr合金于50％HNO3或1molL^-1Na2SO4溶液中形成的钝化膜的稳定性与耐蚀性的影响。在阳极钝化电位中区，延长Fe-32Mn-7Cr合金在50％HNO3或1molL^-1Na2SO4水溶液中阳极时效时间能增加钝化膜的稳定性与防护性，随之进一步改善合金的耐腐蚀抗力。由1molL^-1Na2SO4水溶液中阳极极化曲线各参数所表征的Fe-31Mn-7Cr(经1molL^-1Na2SO4阳极时效5h后）的耐腐蚀性能接近于1Cr13不锈钢的水平。在强氧化性的50％HNO3溶液中阳极时效表面改性的效果明显优于在中性的1molL^-1Na2SO4溶液中改性。表面改性后，抗腐蚀性能的提高主要归因于钝化膜中Cr氧化物的富集与Fe和Mn氧化物的贫乏。     

表面状态对60Si2CrVAT弹簧钢疲劳性能的影响

对表面脱碳与喷丸状态不同的60Si2CrVAT弹簧钢进行了疲劳性能对比试验,结果表明:860℃-50min加热,试样表层形成约0.1mm的脱碳层,但未观察到对疲劳寿命产生明显影响;适度喷丸在试样表层形成压应力使疲劳寿命大大提高;过度喷丸虽使表面粗糙度减小,但使表层材料受到损伤,因此疲劳寿命平均值降低.     

Cr—Mo合金片状石墨铸铁氧化膜构造的研究

本文应用金相显微镜、扫描电镜,X-射线衍射仪研究了在900℃,latm 条件下片状石墨铸铁(3.59%C,2.5%Si,0.22%Cr,0.20%Mo)的氧化膜以及内部氧化区的结构,结果表明:氧化膜大致分为两层:外层是由纯铁的氧化物组成,内层是由铁的氧化物与 Si,Cr 合金元素的氧化物组成.外层又可分为三层,山外向内依次是 Fe_2O_3,Fe_3O_4,Feo,外层的生长机理与纯铁的氧化相同.内层与内部氧化区又存在特殊的氧化区域.这个特殊的氧化区是由于石墨与 O_2的直接作用,产生气体向外逸出,留下的空腔被金属氧化产物充填而产生的.合金元素Si,Cr 在该区的富集并不是山于合金元素在石墨片周围的偏析,而是由于 O_2沿石墨片与基体的缝隙侵入,石墨片边缘的合金元素被优先氧化的缘故.     

Fe-Mn-Al与Fe-Mn奥氏体合金的高温氧化性能与组织结构

运用循环氧化与增重-时间法、扫描电镜(SEM)及X射线衍射分析(XRD)等技术研究了Fe-30Mn-5Al与Fe-25Mn合金在700℃～800℃空气中氧化的性状.在700℃,Fe-30Mn-5Al合金由于Al的优先氧化在其表面形成了Al2O3薄膜而提高其抗氧化性,氧化动力学规律由Fe-25Mn的直线性(Q0.9631= 0.9661×t)规律转变为抛物线规律(Q1.967= 0.0869×t).800℃时,由于氧化物的生长速率指数上升,氧化层显著增厚,循环氧化剥落严重,氧化动力学遵循亚平方抛物线规律(Q1.559= 2.49×t).初步阐明了合金元素Mn、Al及氧化温度对Fe-Mn基合金抗高温氧化性能的影响.     

纳米晶304不锈钢断裂表面的粗糙度分析

对普通铸态粗晶304不锈钢(CP-SS304)进行深度轧制,制备出纳米晶304不锈钢(BNSS304)板材,将两试样经过同种磨削加工后在室温下恒速率拉伸.通过激光共聚焦显微镜对断裂试样不同位置表面轮廓的观察,得到试样断口附近和夹持端的表面粗糙度.结果表明,拉伸断裂后BNSS304在任一位置的粗糙度均小于CP-SS304.越靠近断口,表面粗糙度越大,且BN-SS304在断口附近表面粗糙度增幅较大.     

聚苯胺复合材料制备及在模拟PEMFC环境下的电化学行为

应用化学刻蚀技术在80℃硫酸溶液中处理316L不锈钢,获得高Cr含量表面改性层.采用恒电压聚合技术在该改性层表面沉积聚苯胺膜,并测试聚苯胺/改性316L不锈钢材料在模拟质子交换膜燃料电池工作环境下的电化学行为.结果表明,聚苯胺膜层能使316L不锈钢在80℃0.5 mo L/L H_2SO_4+5 ppm F~(-1)溶液中的阳极极化曲线均由原样SS316L的活化-钝化行为转为自钝化状态,维钝电流均下降1~2个数量级;在模拟质子交换膜燃料电池运行环境中,经10 h恒电位极化,阴极侧或阳极侧腐蚀电流均低于美国DOE指定标准;在1.4 MPa压紧力下,聚苯胺膜层与Toray 060碳纸间接触电阻下降约256 mΩ·cm~2.316L不锈钢表面改性后涂覆聚苯胺膜,能显著提高不锈钢在模拟电池环境下的耐蚀性和导电性.     

Cr12MoV钢渗硼层脆性与耐磨性研究

采用粉末渗硼和膏剂渗硼对Cr12MoV钢进行表面改性,利用显微硬度法和划痕法声发射检测并分析了渗硼层表面脆性与敏感脆性,通过磨损试验对渗硼处理试样进行测试,并利用扫描电镜对试样磨损及磨痕形貌进行观察,研究了渗硼层的磨损机理。结果表明,Cr12MoV钢经渗硼处理后,渗硼层具有高硬度,并呈现一定的脆性,渗硼层的脆性属剥落脆性;Cr12MoV钢经渗硼后耐磨性有显著提高,渗硼层的脆性和硬度对耐磨性存在影响。     

钢板喷丸处理残余应力场和表面粗糙度数值模拟

为了揭示钢板喷丸处理后残余应力场以及表面粗糙度的分布规律,采用有限元软件ABAQUS建立了多丸模型,模拟了铸铁丸对桥梁用钢Q345钢板的喷射过程,对比分析了冲击速度、冲击次数和弹丸直径对喷丸后钢板水平向残余应力沿板厚的分布以及表面粗糙度的影响.研究结果表明,随着冲击速度、冲击次数以及弹丸直径的增加,残余压应力有均匀化的趋势,并且分布范围逐渐向厚度方向发展,同时表面粗糙度也随之逐渐增大.根据表面粗糙度随冲击次数的变化规律,建议采用对数函数来表示二者的关系,并给出了弹丸直径为1.4 mm情况下表面粗糙度值与喷丸速度和冲击次数的相互关系.      

Cr7Mo3V2Si钢表面改性复合强韧化工艺研究

研究了预渗氮和预渗碳对 Cr7Mo3V2Si 钢经强韧化处理后所得渗层的扫描断口形态、冲击韧性和硬度分布的影响.结果表明,Cr7Mo3V2Si 钢的含氮马氏体具有高碳马氏体形态和孪晶亚结构.渗层出现硬度峰值,表面硬度略低,表面硬度受控于残余奥氏体量,可通过冷处理而得到提高.建议对 Cr7Mo3V2Si 钢制冷作模具采用表面改性复合强韧化工艺,以提高使用寿命和改善其破坏形式.     

粉质黏土隧道支护体系力学特性试验研究

隧道穿越稳定性较差且构造节理发育的粉质黏土的施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展杨家岭1#隧道粉质黏土段支护体系现场试验,研究粉质黏土段隧道初期支护中的围岩压力、钢架应力、喷混凝土应力及支护变形规律。结果表明：由于隧道左右两侧地质条件的不同（即粉质黏土的不均匀性）,初支上的围岩压力存在一定偏压情况,且围岩压力较大;喷混凝土应力及钢架应力值均较大,说明该段粉质黏土隧道围岩的稳定性较差,若初支仅考虑对围岩的封闭作用采用较小的喷混凝土厚度且不施作钢架,隧道的施工和结构安全存在较大风险;对于本工程,虽然偏压会对衬砌受力形成一定的不利因素,但是变更后的初期支护能够保证施工期间的安全。     

膏剂法渗铝工艺及性能的研究

研究了膏剂法渗铝中渗剂的配比，渗铝时加热温度和保温时间以及粘结剂的类型对Q235钢表面渗铝层的组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明：膏剂法渗铝时，随渗剂配比中铝粉含量的增加，渗铝层度增加；但当铝粉含量达到35％时，表面粘铝现象较严重。因此铝粉的含量最好是在20％－30％范围内，而且渗铝时加热温度越高，保温时间越长，渗铝层度越深。粘结剂的酸碱性也对试样表面渗铝层的深度有影响。采用的粘结最好为中性的聚乙烯醇，不论是何种渗剂配比，渗铝后其试样的抗氧化能力均比未处理的高，并且渗剂配比中铝粉含量越高，其抗氧化能力就越高。     

高韧高硬高速钢的研究

用化学成分分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度、剥层硬度和显微硬度测定法研究了高速钢25W3Mo4Cr2V7Co5和25W6Mo5Cr4V2A1的渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层探、表面硬度和硬度分布的影响规律。用切削试验进行了寿命对比,并对低碳高速钢的渗碳机理进行了探讨和分析,针对混合型扩散控制的渗碳过程,建立了两个描述渗碳深度与时间关系的方程,扩大了经典公式的适用范围。     

0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢在静置长江水中的腐蚀原因探讨

由0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢与Q345碳钢复合的复合钢板焊接制作的某大型水利排砂钢管设施,在静止长江淡水条件下出现严重点蚀.通过距焊缝不同距离的不锈钢表面的腐蚀电位、点蚀击穿电位、重钝电位的电化学研究以及其金相组织和元素(Cr,C)含量变化等分析发现:焊接加工中的热效应导致马氏体不锈钢某些部位的表面Cr含量降低,晶粒与晶界处出现C的聚集,金相组织粗大,从而优先产生点蚀.讨论了不同焊接工艺热影响作用,焊接电流越大,热效应越明显.     

TiN涂层的滑动磨损特性

研究了 3Cr2 W8V基体离子镀 Ti N涂层的滑动磨损特性。分析了涂层的磨损机理。结果表明 :Ti N涂层的耐磨性明显高于 3Cr2 W8V基体。涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳剥落。当试验载荷从 4 90 N到 980 N时 ,涂层的磨损率上升 ,而从 980 N上升到 1 4 70 N时 ,各涂层的磨损率下降 ,其原因是磨损机制发生了变化 ,前者以磨粒损为主 ,氧化磨损为辅 ;而后者以氧化磨损为主。     

The Adhesion Improvement of Cubic Boron Nitride Film on High Speed Steel Substrate Implanted by Boron Element

Cubic boron nitride（c-BN） films were deposited on W6Mo5Cr4V2 high speed steel（HSS） substrate implanted with boron ion by RF-magnetron sputtering. The films were analyzed by the bending beam method, scratch test, XPS and AFM. The experimental results show that the implantation of boron atom can reduce the internal stress and improve the adhesion strength of the films. The critical load of scratch test rises to 27.45 N, compared to 1.75 N of c-BN film on the unimplanted HSS. The AFM shows that the surface of the c-BN film on the implanted HSS is low in roughness and small in grain size. Then the composition of the boron implanted layer was analyzed by the XPS. And the influence of the boron implanted layer on the internal stress and adhesion strength of c-BN films were investigated.