表面完整性对FGH96粉末合金高温低循环疲劳性能的影响研究

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙度增大的同时,引入了底部圆滑的弹坑,二次喷丸后Kurtosis值趋于3,但强度较小的一次喷丸仅能够部分消除刀痕;同时,一次喷丸和二次喷丸后,表面残余压应力由车削的-446 MPa,提高到-1000～-1100 MPa,二次喷丸后残余压应力场深度由车削的100μm提高到250μm,一次喷丸残余压应力场深度与车削状态相当。在二次喷丸良好的表面完整性作用下,在650℃,ε_t=1.2%的试验条件下,相比于车削状态,二次喷丸后疲劳寿命提高108%;相比之下,一次喷丸提高21%;喷丸后疲劳寿命分散度减小。经过断口宏微观观察和反推分析说明,3种表面完整性状态的疲劳扩展寿命很接近,造成疲劳寿命差别的主要原因是裂纹萌生差别,二次喷丸的裂纹萌生寿命分别是一次喷丸的221%,以及车削状态的216%。利用工艺手段优化表面完整性是提高FGH96合金表面完整性和低循环疲劳寿命的关键。     

喷丸对一种单晶合金表面完整性和高温缺口疲劳性能的影响

研究了喷丸后单晶合金的表面完整性和高温缺口疲劳性能。喷丸后表面形貌采用白光干涉仪表征,扫描电镜,2个方向观察(平行于受喷表面和截面方向)高分辨透射电镜和电子背散射衍射分析,疲劳性能采用旋转弯曲疲劳模式表征。采用旋转弯曲疲劳极限表征了强化增益作用,并与喷丸显微组织建立联系。结果表明,在760℃到850℃区间,喷丸强化较原始加工状态的疲劳极限增益达到14.8%,主要原因是高密度的缠结位错、加工硬化和晶粒错配。此外,通过表面应力集中系数计算表明,即使在平均粗糙度Ra升高的基础上,喷丸强化后表面应力集中系数也降低。     

陶瓷弹丸喷丸强化对DD6单晶高温合金表面完整性的影响

采用陶瓷弹丸对DD6单晶高温合金进行喷丸,研究喷丸后DD6单晶表面形貌、表面粗糙度、表面层组织结构、显微硬度等表面完整性性能变化。结果表明:喷丸后,DD6单晶表面完整性性能发生较大变化,表面层组织产生严重塑性形变,表面粗糙度Ra升高,然而,采用特定参数喷丸后,表面粗糙度上升的同时,表面应力集中系数反而下降。喷丸后DD6单晶表面γ相和γ′相均发生剧烈的位错增殖,起到组织强化的作用。两种工艺喷丸后,表面显微硬度HV基本一致,达到620,比原始的磨削表面提高44%,加工硬化显著。     

冷喷涂技术在轻合金再制造工程领域的研究现状

作为新型绿色环保工艺,采用冷喷涂技术对铝合金及镁合金废旧零件进行修复,可以实现铝合金及镁合金废旧零件的尺寸恢复及性能提升。介绍了冷喷涂技术作为零件修复手段的原理,综述了目前冷喷涂技术修复铝合金及镁合金零件的研究现状。     

甲苯稀释对AlCl3-EMIC型离子液体电镀铝工艺氢脆性的影响

采用甲苯作为AlCl3-EMIC(1-乙基-3-甲基咪唑)型离子液体的稀释剂,其中纯态离子液体由物质的量比为2∶1的无水AlCl3和EMIC组成。对比了纯态和按稀释剂与离子液体体积比为1∶1稀释后电镀铝的外观、微观形貌和氢脆性。结果表明,采用甲苯稀释离子液体虽然可以降低镀液的黏度,改善镀层外观和微观形貌,但对离子液体电镀铝工艺的氢脆性有负面影响。     

喷丸对DD6单晶合金高温疲劳性能的影响

用陶瓷丸CZ50对DD6单晶高温合金(简称DD6单晶)进行喷丸,研究喷丸后DD6单晶的表面形貌和650℃旋转弯曲疲劳应力-寿命曲线的变化。结果表明:喷丸消除了加工刀痕,缓和了表面应力集中;DD6单晶喷丸后疲劳极限达到486MPa,比未喷丸的原始试样提高了19.7%。喷丸后试样疲劳源呈现小刻面状的原因是由于喷丸强化层内较大的位错密度,裂纹扩展方向在距疲劳源30～50μm处出现变化,延长了单晶高温合金的扩展寿命。     

基体负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响

采用真空多弧离子镀技术,使用Cr30Al70(原子分数)复合靶,在不同的基体负偏压下,在不锈钢基体上制备了一系列CrAlN涂层;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机和划痕仪等系统分析了涂层的成分、表面形貌、相结构、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能和界面结合性能。结果表明:随着负偏压的增大,涂层中x(Cr)/x(Cr+Al)的比值先增大后减小,当负偏压为150V时,该值达到最大,并与靶材成分接近;基体负偏压为200V时,涂层的表面粗糙度最大,涂层结晶度、硬度最佳,晶体相为固溶铬的面心立方AlN;涂层的摩擦磨损性能不仅与涂层的表面粗糙度相关,还与涂层非晶相中铝元素的含量以及涂层的内应力大小密切相关;界面过渡层制备工艺相同时,基体偏压对涂层和基体之间的界面结合性能影响较小。     

钛及钛合金的电镀工艺述评

钛及钛合金是非常活泼的金属,由于在其上容易生成一种自然的氧化膜,很难获得结合力良好的镀层。如何进行前处理及后处理一直是研究的重点。通过对钛及钛合金电镀存在的主要工艺难点的介绍,综述了几种典型的前处理工艺方案,并对所获镀层的结合力检测方法作了简要的介绍。     

冷喷涂Zn-Ni复合涂层形貌及性能

利用冷喷涂制备了Zn-15%Ni复合涂层。应用扫描电镜(SEM)、EDS和XRD对涂层的形貌、成分、孔隙率进行分析,并研究了喷涂前对基体材料进行前处理和喷涂后对涂层进行后处理对涂层形貌、孔隙率和结合强度的影响。结果表明:制备出Zn-15%Ni的复合涂层,涂层主要是以Zn和Ni的单质相形式存在,无新的第二相形成,锌和镍均保持了原本的结构;复合涂层致密,孔隙率低、硬度高、结合力好;喷涂前对基体材料进行喷丸后再吹砂的前处理,有利于提高涂层的结合强度;喷涂后对涂层进行喷丸处理,可使涂层平整、致密。     

爆炸喷涂Cr_3C_2-35NiCr涂层的组织及性能研究

采用爆炸喷涂技术(D-gun)制备Cr3C2-35NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)对涂层微观结构、成分和相组成进行了分析,此外采用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、摩擦磨损试验机等设备分别对涂层的孔隙率、硬度、断裂韧度、结合强度、磨损性能和热震性能进行了测试分析。试验结果表明:爆炸喷涂制备的Cr3C2-35NiCr涂层孔隙率为0.52%,显微硬度为HV803,断裂韧度为4.55MPa?m0.5,结合强度大于87.5MPa;涂层磨损性能和热震性能的测试结果表明,Cr3C2-35NiCr涂层室温摩擦系数为0.6,经受750℃下50次热震(水冷试验)无剥落。