Ti-6Al-4V钛合金的等离子W-Mo共渗

采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti-6Al-4V钛合金进行W-Mo共渗,研究了880～1000 ℃ W-Mo共渗时基体温度对渗层厚度的影响,采用SEM和XRD观察、检测渗层组织结构和相组成.结果显示,Ti-6Al-4V合金的W-Mo渗层组织良好.纳米压痕试验结果表明,合金渗层硬度高于基体.     

基体温度对Ti6Al4V表面渗Mo合金层性能的影响

利用双层辉光离子渗金属技术在Ti6A14V表面渗Mo，形成了表面改性合金层，就910—990℃渗Mo时基体温度对表面合金层性能的影响进行了研究。结果表明，渗Mo后的表面合金层由扩散层和沉积层组成，沉积层呈(211)晶面的择优取向。随着基体温度的升高，扩散层的厚度增加，并且合金层表面粗糙度增大。渗Mo后的表面合金层硬度较基体Ti6A14V的大大提高，而基体温度变化对合金层硬度没有明显影响。用涂层压入仪对沉积层和扩散层间的结合强度进行了评定。研究表明，随着基体温度的升高，临界压入载荷Pc增大，沉积层和扩散层间的结合强度增大。     

Effect of Hydrogen on Diffusion Bonding Behavior and Mechanism of Ti-6Al-4V alloy

研究了置氢Ti-6AL-4V合金在800~860℃温度范围内气压扩散连接行为与机理。在840℃对置氢0.11%(质量分数,下同)的纯钛和Ti-6AL-4V合金进行了扩散连接。应用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析仪(EPMA)研究了氢对扩散连接接头焊合率及元素扩散行为的影响。结果表明:氢能够显著提高扩散连接接头的焊合率(置氢0.11%在840℃的焊合率大于98%);氢含量为0.11%的Ti-6Al-4V合金扩散连接后仍为等轴组织,而高氢含量(0.32%~0.48%H)Ti-6Al-4V合金扩散连接后组织转变为粗大的魏氏组织;氢对扩散连接行为的改善作用主要是由于氢的弱键效应及其对元素扩散系数的提高;相对于未置氢Ti-6Al-4V合金,0.11%的氢能够将Al和V元素的扩散系数提高一个数量级,并使扩散连接温度降低了40℃。     

Ti-6Al-4V合金表面等离子Nb合金化工艺

采用双辉等离子表面冶金技术对Ti-6Al-4V合金进行等离子渗铌处理。研究了温度与保温时间对合金层元素含量和渗层厚度的影响,以确定最佳渗金属工艺参数。利用光学图像分析仪以及辉光放电能谱仪观察和测定合金层的金相组织、渗层厚度及成分。结果表明,在极间距和气压恒定的条件下,渗层厚度及成分与温度和保温时间有关。温度过高或保温时间过长均会在Ti-6Al-4V试样表面产生较厚的Nb沉积层。经优化工艺参数,选择850℃保温3 h渗铌,得到一定厚度且与基体为冶金结合的合金层。该合金层可以克服Ti-6Al-4V合金耐磨性差的缺点。     

Ti-6 Al-4 V 表面等离子渗锆及锆合金层的性能

目的通过等离子表面合金化渗锆,提高Ti-6Al-4V的表面硬度及在还原性酸中的耐蚀性能。方法分别在800,850,900℃渗锆,分析研究锆合金层的成分、相组成、显微硬度及在为10%(质量分数)H2SO4溶液中的腐蚀行为,并与未处理的基材进行对比。结果 Ti-6Al-4V在三种温度下渗锆后,形成的表面合金层主要由锆在α-Ti或β-Ti中形成的固溶体组成,元素组成呈梯度分布,表面粗糙度随渗锆温度的提高而增加,硬度由表及里呈梯度下降,表面硬度比未处理的Ti-6Al-4V提高了约200HV0.1。与未处理的基材相比,Ti-6Al-4V渗锆后,在10%H2SO4溶液中的自腐蚀电位均正移,钝化电流密度均有所减小。结论 Ti-6Al-4V渗锆后,硬度和耐蚀性较基体有所提高,其中,900℃渗锆后的耐蚀性最好,800℃与850℃渗锆试样的耐蚀性次之。     

Ti-6AI-4V钛合金的等离子W-Mo共渗

采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti-6Al—4V钛合金进行W—Mo共渗，研究了880—1000℃ W-Mo共渗时基体温度对渗层厚度的影响，采用SEM和XRD观察、检测渗层组织结构和相组成。结果显示，Ti-6Al—4V合金的W-Mo渗层组织良好。纳米压痕试验结果表明，合金渗层硬度高于基体。     

Ti-6Al-4Mo(Cr,V)合金的组织特征及拉伸性能

比较分析了Ti-6Al4Mo、Ti-6Al-4Cr、Ti-6Al-4V钛合金经热处理后的显微组织及拉伸性能.结果表明,在相同的热处理状态下,Ti-6Al-4Mo、Ti-6Al-4Cr、Ti-6Al-4V钛合金中的α相尺寸呈现Mo、Cr、V依次增大的趋势.而不论热处理状态是否相同时,单位质量合金元素的强化效果均按照Cr、Mo、V的顺序降低.三种合金在α+β两相区退火后,具有较好的塑性且塑性基本相当,但Ti-6Al-4Mo合金经β退火后拉伸塑性较低.     

Laboratory for Microstructures, Shanghai University, Shanghai 200072, China

用气相充氢法研究了Ti-6Al-4V合金在初始氢气压力为0.012、0.04和0.07 MPa,温度为800、850和900℃条件下充氢过程中的氢扩散动力学。结果表明,在不同的初始氢气压力和充氢温度下,合金中的平均氢浓度随充氢时间的变化呈现指数关系,由此可见Ti-6Al-4V合金的充氢过程受氢原子的扩散所控制。通过求解扩散方程得到,氢在Ti-6Al-4V合金中的表观扩散激活能为32.80 kJ/mol,此激活能为氢在Ti-6Al-4V合金相中的扩散激活能。     

W-Mo-Y等离子共渗合金层的研究

研究Q235钢表面等离子W-Mo-Y共渗层的组织、成分、结构、显微硬度,计算渗层中不同位置、浓度下的W、Mo原子扩散系数。结果表明：渗层组织为柱状晶,W、Mo元素呈梯度分布,Y的分布不均匀。共渗层主要结构相为钨钼在α-Fe中的固溶体和Fe17Y2,共渗层显微硬度最高256 HV0.05;Y元素降低表面W、Mo的活度,W、Mo合金元素的化学势变小,表面与基体之间的化学梯度减小,W、Mo原子扩散速率减慢;W-Mo-Y共渗层厚度要比W-Mo共渗层厚度薄;通过Fick第二扩散定律计算表明,在W-Mo-Y共渗和W-Mo共渗时,不同渗层中的W、Mo扩散系数有所不同,但属同一数量级即：10-13～10-14之间。     

氢在Ti-6Al-4V合金中的扩散动力学研究(英文)

用气相充氢法研究了Ti-6Al-4V合金在初始氢气压力为0.012、0.04和0.07 MPa,温度为800、850和900℃条件下充氢过程中的氢扩散动力学。结果表明,在不同的初始氢气压力和充氢温度下,合金中的平均氢浓度随充氢时间的变化呈现指数关系,由此可见Ti-6Al-4V合金的充氢过程受氢原子的扩散所控制。通过求解扩散方程得到,氢在Ti-6Al-4V合金中的表观扩散激活能为32.80 kJ/mol,此激活能为氢在Ti-6Al-4V合金相中的扩散激活能。     

Laser alloying

Conclusion Laser alloying is one of the promising methods of improving the wear resistance of parts. Alloyed layers containing boride, carbide, nitride, and oxide phases have the highest wear resistance. In the selection of the regime of laser alloying for actual parts the scale factor has to be taken into account. The most promising for laser alloying are continuous CO₂ lasers.Belorussian Polytechnic Institute, Mogilev Technological Institute. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 3, pp. 14–19, March, 1987.     

合金元素对单相渗碳体磁性粉体制备及性能的影响

通过机械合金化和真空退火热处理的方法制备了单相渗碳体粉末,并结合第一性原理计算,分析了Mn、Cr和Si对合金渗碳体的成相能力及渗碳体磁学性能的影响。结果表明,机械合金化+600℃真空热处理可获得单相渗碳体。Si的加入完全抑制了渗碳体的生成,而加入Mn、Cr对渗碳体生成有促进作用。Cr、Mn合金化的渗碳体的粉末饱和磁化强度及矫顽力较未合金化时纯Fe_3C均有所降低,且Cr元素导致的降低幅度更大。合金渗碳体中Cr-C,Mn-C,Fe-C化学键合强度依次减弱,Cr、Mn合金化渗碳体的结构稳定性优于纯Fe3C。     

机械合金化法制备不同Cr含量的W-Cr纳米合金粉末

采用机械合金化法制备Cr含量为8%、12.5%、20%（质量分数）的纳米W-Cr合金粉,对不同球磨时间粉末进行X射线衍射分析,以确定物相、晶粒尺寸及微应变,并采用扫描电子显微镜观察粉末形貌及粒度的变化。结果表明,采用机械合金化法可以制备不同Cr含量的纳米W-Cr合金粉。随着Cr含量的增加,制备纳米W-Cr合金粉所需球磨时间越长,其中W-8%Cr、W-12.5%Cr和W-20%Cr粉末的最佳球磨时间分别为72、84和96 h,晶粒尺寸小于30 nm。随着球磨时间的增加,晶粒尺寸不断减小,微应变逐渐增加,使常温下Cr在W中的固溶度增加,形成W的过饱和固溶体。Cr含量不同的W-Cr粉末完全合金化均经过4个阶段。     

纯钛表面Zr-N等离子合金化(英文)

为了改善纯钛的表面性能,利用等离子表面合金化技术在纯钛表面形成Zr-N改性层。对Zr-N改性层的微结构、成分及硬度进行测试,并对改性层形成及表面硬度提高的机理进行分析。利用球-盘磨损试验对表面改性纯钛的摩擦学性能进行研究。结果表明,在纯钛表面形成了均匀致密的Zr-N改性层,改性层由表面Zr-N化合物层和基体内Zr、N的扩散层构成。Zr-N表面改性层显著提高了纯钛的表面硬度,表层的最高硬度约为HK1040。Zr-N表面改性层没有减摩效果,但明显改善了纯钛的磨损性能。     

Mechanical alloying of Mo—Si—Fe powders

Mechanical milling behavior of Mo-Si-Fe powders was investigated u sing XRD, SEM and TEM techniques. The mixtures of elemental molybdenum (>99%), s ilicon (>99%) and iron (>98%) powders with a stoichiometry of Mo5-xFe xSi3 (x=0.5, 1, 2) were milled in a planetary mill for up to 195 h. For all three powder mixt ures, high-energy milling of 60h led to formation of the Mo(Fe, Si) supers aturated solid solution (Moss); and to a remarkable expansion of the solub ility of Fe, Si in molybdenum. The transformation of Moss to an amorphous phase was identified after longer time milling. In the milling process, the grain size of Mo (Fe, Si) decreased gradually and the internal stress increased linearly. After 40 h milling, the grain size was reduced to about 11 nm. SEM analysis of milled powders showed that the particle size increased initially with milling time. After 195 h milling, particles exhibited a spherical morphology and the particle size were reduced to about 100 nm.