烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷微观组织结构和性能的影响

通过氮气氛烧结制备了Ti(C, N)-WC-TaC-NbC-Co-Ni金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷芯部和表面的微观组织结构及性能的影响。结果表明：Ti(C, N)基金属陶瓷表面在渗氮的作用下会形成富无环黑芯和黏结相层;随着烧结温度的升高,样品的平衡氮分解压力增大,渗氮作用减弱,表层富无环黑芯和黏结相层变薄;而随着保温时间的延长,表层富无环黑芯和黏结相层逐渐变厚,次表层缺黑芯越来越明显。随着烧结温度升高和保温时间延长,溶解再析出过程加剧,芯部Ti(C, N)黑芯体积分数减少,环相变厚且无环黑芯数量减少,硬质相晶粒尺寸增加。随着烧结温度的升高,合金硬度、钴磁和矫顽磁力逐渐减小,断裂韧性先增加后减小;随着保温时间的延长,硬度和断裂韧性均有先下降后升高的趋势,而钴磁和矫顽磁力逐渐增大。在1500 ℃保温40 min烧结的样品综合性能最好,维氏硬度达到1544 HV30,断裂韧性为9.0 MPa·m1/2,钴磁和矫顽磁力分别为4.74和9.42 kA/m。     

空气电极催化剂的掺杂改性

研究了在空气电极的催化层中添加其它化合物对锰系催化剂的影响,并在碱性介质中以金属铝为阳极组成碱性铝-空气电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,NiSO4和La2O3作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性,是空气电极较理想的添加剂,并通过正交实验得出高性能催化剂的最佳制备条件.     

烧结氮分压及原料粒度对Ti(C, N)基金属陶瓷表面 组织结构和性能的影响

Ti(C, N)基金属陶瓷烧结过程中伴随着强烈的氮分解,烧结氮分压是影响Ti(C, N)基金属陶瓷“芯-环”结构和力学性能的重要工艺参数。因此,采用不同原料粒度的Ti(C, N)粉末,分别在0.5, 1.0, 1.5 kPa氮分压及不同烧结温度下,制备了Ti(C, N)基金属陶瓷,并研究烧结氮分压、烧结温度及原料粒度对Ti(C, N)基金属陶瓷表面梯度组织结构及性能的影响。结果表明：在渗氮作用下,Ti(C, N)基金属陶瓷表层会形成无环黑芯聚集层,且随着烧结氮分压增加,表层黑芯聚集层变厚;随着烧结温度升高,样品的平衡氮分压增大,渗氮驱动力减弱,黑芯聚集层变薄;此外,Ti(C, N)原料粒度越细,烧结致密化前的脱氮反应越剧烈,样品氮损失越多,平衡氮分压越低,渗氮作用越强,且当氮分压为1.5 kPa时,陶瓷表面出现柱状渗氮组织。研究发现,在1 470 ℃、1.5 kPa氮分压下,烧结的Ti(C, N)基金属陶瓷样品表面有较厚的富黑芯层与富黏结相层,晶粒分布均匀,平均黑芯晶粒尺寸为0.69 μm,样品表现出较佳的综合性能。     

温度对Ni/Nb/Ni复合中间层连接YG20和42CrMo钢扩散层微观组织和抗拉强度的影响

以Ni/Nb/Ni作为复合中间层,采用固态真空扩散法分别于1 150 ℃和1 200 ℃下保温1 h连接YG20和42CrMo钢。利用扫描电镜、能谱仪、X射线微区衍射仪及力学试验机,对不同温度下的扩散层微观组织结构和抗拉强度进行了分析。试验结果表明：在YG20/Ni和Ni/42CrMo钢界面处形成了(γFe, Ni)和(Ni, Co)固溶体。碳原子从YG20与42CrMo钢两端向复合中间层扩散,并在扩散层形成碳化物。结合相图热力学计算的C-Ni-Nb等温截面和扩散层物相的实验表征,分析了复合中间层物相的形成机理,Ni/Nb界面处的物相依次为NbNi3+NbC、Nb2C和Nb7Ni6。NbNi3和NbC的热膨胀系数差异导致NbC易从NbNi3基体中剥离,形成孔洞。随着连接温度由1 150 ℃升高至1 200 ℃,更多的NbC析出,导致孔洞量增加,使得基体的抗拉强度从40 MPa降低至24 MPa,且均以脆性模式在NbNi3+NbC层失效。     

Stellite6/WC复合涂层微观组织和性能研究

采用激光熔覆技术在Q960钢板表面熔覆Stelllite6耐腐蚀涂层,为提高涂层的耐磨性能,分别向涂层中加入质量分数为15%、20%、30%、35%和40%的WC粉末。并采用金相显微镜、XRD、显微维氏硬度计和电化学工作站对复合涂层的微观组织形貌、物相、显微硬度和电化学性能进行测试分析。研究结果表明:随WC含量增加,复合涂层生成钴碳复杂相,并出现少量气孔和裂纹,涂层耐磨性能明显提高,与之相反,复合涂层的耐腐蚀性能不断恶化。综合分析涂层的耐磨和耐腐蚀性能,加入30%WC的涂层综合性能最佳。     

大应变交叉轧制Al-9Mg-1.8Li合金板材的显微组织及织构特征

采用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、电子背散射成像技术(EBSD)和X射线,对比分析喷射成形Al-9Mg-1.8Li合金交叉轧制态板材与挤压态板材的微结构及织构特征,并测试板材的拉伸性能和深冲性能。结果表明:大变形量交叉轧制促进动态再结晶的发生,细化晶粒组织,改善再结晶晶粒的择优取向;与CBA和CCB轧制方式相比较,CBB轧制方式显著降低挤压态合金中典型的Brass织构{110}?112?的取向密度,在β取向线上CBB轧制态板材中的Copper织构{112}?111?取向密度最低,且板材中没有典型的织构特征;同时,CBB轧制态合金板材的具有更好的深冲性能,在0°、45°和90°方向的力学性能基本一致,其室温拉伸强度、屈服强度和伸长率分别在611 MPa、507 MPa和20.6%以上。     

N含量对Ti(C, N)基金属陶瓷微观 组织结构和性能的影响

针对Ti(C, N)基金属陶瓷在烧结过程中存在明显脱氮行为的问题，采用氮分压烧结方法是实现微观组织结构可控和获得优异性能的关键之一。制备了3种不同氮含量的Ti(C, N)基金属陶瓷，研究了氮含量和烧结温度对合金芯部和表面梯度层微观组织结构和性能的影响。结果表明：随着氮含量增加，合金芯部Ti(C, N)黑芯数量越多，黑芯外环的厚度越薄，同时硬质相晶粒越细；随着烧结温度升高，样品氮分解压力逐渐增大，由开始的渗氮现象转变为脱氮现象。当烧结温度为1 470 ℃时，合金表面发生了渗氮反应，形成一层无环黑芯聚集层，且其厚度随着合金氮含量的增加而减少；当烧结温度增加至1 530 ℃时，合金表面发生了脱氮反应，形成了一层灰色固溶体层，且随着合金中氮含量的增加，脱氮反应加剧，固溶体层厚度也越厚。研究发现，在1 470 ℃和0.8 kPa氮分压下烧结的样品，为含氮量最高的合金，具有最薄的黑芯聚集层和最细的硬质相晶粒，表现出较佳的综合性能。