激光重熔镍铝青铜组织、腐蚀及空蚀行为研究

镍铝青铜(NAB)是制备船用螺旋桨的重要材料。针对铸态NAB组织粗大且不均匀,影响螺旋桨使用寿命的问题,采用激光重熔(LSM)对铸态NAB表面进行改性处理。结果表明,LSM显著细化了铸态组织,LSM NAB重熔区组织为细小柱状晶,柱状晶长轴垂直于熔池界面,热影响区组织为晶粒较为粗大的等轴晶及柱状晶。LSM NAB的硬度可达285~325 HV,较铸态提高50%~70%。电化学测试结果显示,LSM NAB与铸态NAB在3.5%Na Cl溶液中的电极反应过程类似,但LSM NAB的阴极过程较铸态缓慢,因此腐蚀速率低于铸态NAB。超声振动空蚀实验结果表明,由于硬度的提高和组织的均匀化,LSM NAB空蚀失重率可降至铸态的3/5,且表面发生均匀损伤,无铸态表面较大的空蚀坑。     

镍铝青铜表面激光熔覆Ni60A合金的耐蚀性能

研究镍铝青铜(NAB)表面激光熔覆Ni60A合金层的耐腐蚀及抗空蚀性。采用扫描电子显微镜、电化学工作站和超声振动空蚀机等研究和分析显微组织和形貌、腐蚀性能及空蚀性能。结果表明:激光熔覆试样截面由熔覆区、热影响区和基体构成,熔覆层组织表现出定向凝固晶体生长特征,熔覆层顶部组织呈网状细枝晶结构,熔覆层中部组织呈胞状枝晶分布,熔覆层底部组织垂直于结合界面呈树枝晶状分布,结合处为冶金结合的白亮带。经3.5%NaCl溶液介质中电化学腐蚀测试,熔覆层的自腐蚀电流密度低于基体,自腐蚀电位高于基体。在蒸馏水和3.5%NaCl溶液介质中,空蚀破坏先发生在α与κ相界处,基体和熔覆层在两种介质中空蚀5 h后,表面均发生加工硬化,基体失重分别约为激光熔覆试样失重的1.45倍和1.27倍。     

稀土配合物对增强AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层性能的作用

通过在处理液中添加Ce和Y稀土配合物,研究稀土配合物对镁合金微弧氧化陶瓷膜层性能的影响,从而进一步提高镁合金微弧氧化陶瓷层的综合性能。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、测厚仪和摩擦磨损试验机等分析手段,研究稀土配合物对微弧氧化陶瓷层的表面形貌、成分、陶瓷层厚度及耐磨性能的影响;用电化学系统研究了稀土配合物对陶瓷层耐蚀性的影响。结果表明:处理液中加入稀土配合物,可以提高镁合金表面微弧氧化陶瓷层的致密均匀程度,降低孔隙率,提高表面光滑度,但使陶瓷层的厚度变薄;微弧氧化处理提高了AZ31镁合金表面的耐腐蚀性能,使其耐3.5%NaCl溶液腐蚀电流密度降低了1个数量级,在处理液中添加稀土配合物能进一步提高陶瓷层的耐蚀性能,腐蚀电流密度进一步降低2个数量级,同时微弧氧化陶瓷层摩擦系数降低,摩擦磨损性能得到改善。     

H70黄铜冷源辅助搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能分析

采用冷源辅助搅拌摩擦焊对2 mm厚的H70黄铜进行焊接，利用光学显微镜.扫描和透射电子显微镜、电子背散射衍射、显微硬度测试及拉伸试验对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明，在搅拌摩擦焊的过程中通过采用液氮冷却的方法不仅能降低搅拌区的峰值温度，而且可以显著提高搅拌区的冷却速度，有效抑制了由焊后余热带来的退火软化作用，消除了热影响区.搅拌区组织由高位错密度的超细晶组成，并具有较强的{—1 1 2} < 1 1 0 > 剪切织构.搅拌区抗拉强度较母材提高了58%的同时，断后伸长率没有显著降低，改善了焊缝的强韧性.     

微观组织对镁合金FSW焊缝应变硬化行为的影响

采用传统搅拌摩擦焊和冷源辅助搅拌摩擦焊对3 mm厚的AZ31B镁合金进行焊接. 利用电子背散射衍射、透射电子显微镜和静拉伸试验研究焊缝区的微观组织对力学性能的影响. 结果表明，液态二氧化碳不仅降低焊接峰值温度，还提高焊后冷却速度. 焊缝峰值温度的降低为激活{10-12}孪生行为创造了有利条件. {10-12}孪晶可降低基面织构的强度，也可进一步分割晶粒，起到细化晶粒的作用. 焊后冷却速度的提高使焊接过程中产生的大量位错保留在晶粒内部. 因此冷源辅助搅拌摩擦焊缝表现为具有大量{10-12}孪晶和位错的细晶结构. 在拉伸过程中，细晶强化和位错强化为主要强化机制. 孪晶界面可有效吸收和分解变形时产生的位错，从而协调应变和减小应力集中，使焊缝具有合理的应变硬化行为和强塑性匹配.     

敏化处理对2209双相不锈钢堆焊层点蚀行为的影响

在850 ℃下，对2209双相不锈钢堆焊试样进行不同时间(15 min，30 min，1 h，2 h)的敏化处理. 通过浸泡试验和交流阻抗试验研究了敏化时间对2209双相不锈钢堆焊层耐点蚀性能的影响. 结果表明，对于不同时间敏化处理的试样，点蚀均起源于铁素体相；点蚀速率与敏化时间相关，敏化处理时间小于30 min时，堆焊层的点蚀失重不明显，当敏化时间大于30 min时，点蚀失重量明显上升. 阻抗谱结果显示容抗弧曲率半径随着敏化时间的增加呈不断减小的趋势，说明钝化膜的稳定性下降，耐点蚀性能下降，与浸泡试验的结果吻合.     

不同pH值3.5%NaCl溶液中多种铜合金的选相腐蚀和空蚀行为（英文）

采用扫描开尔文力显微镜(SKPFM)对镍铝青铜(NAB)、高锰铝青铜(MAB)及锰黄铜(MB)中不同相的稳定性进行表征,并对3种铜合金在不同pH值3.5%NaCl溶液中的选相腐蚀及空蚀行为进行研究。结果显示,在酸性溶液(pH 2)中,每种材料中稳定性最差的κ相均发生溶解。在中性溶液(pH 6.8)中,NAB中富Al的κ相未发生腐蚀,而MAB和MB中富Fe的κ相发生溶解。在碱性溶液(pH 12)中,点蚀发生在MAB和MB的κ相以及NAB中的κ_Ⅱ相上。在任一溶液中,耐空蚀性能顺序均为：NAB> MAB> MB。在酸性溶液中,选相腐蚀显著加重空蚀损伤,且腐蚀-空蚀交互作用是导致空蚀的主导因素;在其他溶液中,选相腐蚀较为轻微,3种铜合金均表现出以力学损伤为主导的空蚀损伤机制。     

富Cu相对双相不锈钢堆焊层电化学腐蚀及点蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动电位扫描试验及点蚀浸泡试验研究了时效处理对含Cu双相不锈钢堆焊层组织及耐蚀性能的影响.结果 表明,经1170℃固溶后,两种双相不锈钢堆焊层主要由铁索体相(α)、奥氏体相(γ)和少量MnO· Cr2O3氧化物组成.其中4Cu堆焊层试样经580℃时效60 min后,在α相中析出了尺寸约为1μm的...     

钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼层的研究

采用阳极微弧等离子体技术研究了钛合金表面渗硼层的微观组织和性能。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)表征分析了渗硼层的表面和截面的微观组织、形貌、相结构、渗层元素分布。借助摩擦磨损试验机测试了渗硼层的耐磨性,运用电化学工作站对渗硼后的TC4材料进行了耐腐蚀性测试。结果表明,钛合金表面阳极微弧等离子体渗硼技术制备的渗硼层连续致密。渗硼层主要由金属间化合物TiB2和TiB组成,其与氧化层共同作用,能显著提高钛合金表面的耐磨性。渗硼后的TC4钛合金耐腐蚀性较基体有所降低。表面阳极微弧等离子体技术是一种新型的钛合金表面改性方法。     

T2纯铜快速冷却搅拌摩擦焊缝微观组织和力学性能研究

由于焊后余热带来的退火软化效应,T2纯铜常规搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）焊缝通常会出现位错密度降低和晶粒长大的现象,其屈服强度普遍较低。为消除焊后退火效应并改善力学性能,采用液态CO₂同步快速冷却FSW工艺对2 mm的T2纯铜进行焊接。利用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、显微硬度测试以及拉伸试验对焊缝的微观组织、力学性能和加工硬化行为进行研究。结果表明,纯铜FSW焊缝的晶粒细化机制主要为不连续动态再结晶、连续动态再结晶和孪晶诱导几何动态再结晶。快速冷却FSW纯铜焊缝呈现具有纳米孪晶和高位错密度的细晶结构,在加工硬化第Ⅲ阶段表现出较大的加工硬化率。在第Ⅳ阶段,纳米孪晶为位错增殖提供储存空间,使加工硬化率降低并改善塑性。和常规FSW相比,快速冷却FSW焊缝的屈服强度和断后伸长率分别提高了31.1%和25.7%。本文提出的液态CO₂同步快速冷却FSW工艺通过改善焊接热循环可在焊缝中制备异质细晶结构,有助于提高焊缝的屈服强度并使其表现出良好的强塑性匹配。