鄂尔多斯煤田典型煤矿环境的腐蚀性研究

煤矿设备因长期处于高湿、高风速和酸碱浸蚀等恶劣的环境中,受到的腐蚀损害十分严重。目前,关于煤矿典型环境腐蚀性的实地研究还比较少,相关的技术指导和参考数据较稀缺,制约了煤矿设备耐蚀材料与防护技术的开发。以鄂尔多斯煤田3个煤矿为例,分别检测了与矿井空气、水、乳化液和煤炭样品的环境腐蚀性有关的参数。检测结果表明:矿井空气环境的腐蚀评级与SO₂密切相关,3个煤矿的煤矿装备材料与防护技术的研发应充分考虑矿井空气环境中SO₂的含量;3个煤矿的顶板水样品的腐蚀程度均为弱腐蚀,而乳化液的为中腐蚀。提高乳化液配制水标准,有助于减轻液压支架油缸的腐蚀损害;3个煤矿的煤炭的腐蚀程度评级均为4级。另外,在液压支架用液压油缸表面分别制备不同的外壁激光熔覆层和内壁熔铜层,并将镀层样品分别在乳化液、煤泥和中性盐雾腐蚀环境下进行腐蚀试验,结果表明,各样品在不同腐蚀环境下的腐蚀行为差异明显,作用机理也各有不同。这些试验和分析为提升煤矿装备的服役安全性提供了理论参考。     

电弧喷涂Zn-Al合金与硅氧烷自组装制备超疏水涂层

采用电弧喷涂技术在Q235钢板上制备了Zn-Al合金涂层,利用硅氧烷对其表面改性,得到具有超疏水特性的Zn-Al涂层。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦蔡司光学仪、表面接触角仪(OCA20)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层表面形貌、疏水性能以及涂层材料与硅氧烷的结合机理。结果表明:当喷涂电压固定时,涂层表面的粗糙度随着送丝速度的增加先增大后减小;当送丝速度固定时,涂层表面的粗糙度随着电压的增大呈相同变化趋势。接触角随着Zn-Al涂层粗糙度的增加而增大,当粗糙度为12.457μm时接触角可增至151.06°,滚动角小于10°。自组装硅氧烷与涂层结合处理后表明结合机理是由硅氧烷水解后的羟基与基体的羟基通过脱水缩合而"生长"在Zn-Al涂层表面。     

铝铅合金的半固态成形工艺研究

利用双筒式机械搅拌装置制备铝铅系难混溶合金。双筒式机械搅拌装置由一对带有螺纹的内外桶构成,当内筒旋转时在内外桶的缝隙形成剧烈的剪切应力场。通过控制桶的转速和内外桶缝隙可以获得0～153.45s-1的剪切速率,温度在0～1000℃之间任意调节。通过计算分析:铝铅合金的半固态流变成形温度区间为570～630℃,同时得到了铝铅合金的固相率随温度变化的关系曲线。此外还确定了转速与剪切速率的关系。并在温度为594℃,固相率为0.5时,采用不同的剪切速率制备铝铅合金锭料,来验证计算结果。理论和试验结果表明,通过机械搅拌的半固态成形技术,可以制备出铅颗粒均匀、弥散分布的铝铅难混溶合金。     

预热对27SiMn钢激光熔覆热影响区显微组织和力学性能的影响

采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层,考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明,激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织;拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成,表现为准解理断裂;预热处理有效减少了马氏体含量,且出现珠光体组织。预热温度100℃时,淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300℃时,拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织,缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题,提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。     

宽温域连续润滑材料的研究进展

航空、航天及核电等高新技术产业中苛刻工况下相关运动部件的润滑和耐磨问题是影响整个系统可靠性和寿命的主要因素,因此对具有宽温域连续润滑功能的新型润滑材料提出了越来越迫切的需求。文中综述了自润滑复合材料、"发汗"润滑材料、PS/PM自润滑涂层及温度"自适应"润滑涂层的研究成果,包括润滑剂及复配的选择依据、新型润滑剂对宽温域连续润滑材料组织结构、摩擦学行为、摩擦化学反应、润滑机理等的影响,并对不同润滑剂材料体系的宽温域连续润滑材料进行了系统的总结,在此基础上展望了宽温域连续润滑材料的发展趋势。     

MgCO3对AM60B镁合金组织形貌及性能的影响

采用金相显微镜、电子探针、扫描电镜及电子万能拉仲试验机等设备分析研究了MgCO3对AM60B镁合金的显微组织和力学性能的影响。显微组织观察表明,MgCO3能够明显起到品粒细化的作用,改善了实验合金的显微组织。力学性能测试表明,由于MgCO3的添加提高了合金的力学性能。并且当MgCO3添加量质量分数为1．2％时,合金的抗拉强度达到181MPa,硬度达到57HV。     

PEG及其复合添加剂对电解铜箔后处理的影响

为提高电解铜箔在粗化处理后的抗剥离强度。选择添加剂聚乙二醇-8000 (PEG-8000)及PEG和钨酸钠的复合添加剂对12μm电解铜箔进行电镀处理,采用扫描电子显微镜（SEM）、粗糙度检测、电化学分析、X射线衍射分析（XRD）、抗剥离强度及导电性测试来分析添加剂对铜箔表面形貌、性能及添加剂的作用机理分析。随着PEG加入基础镀液,后处理铜箔表面形貌从粗大的树枝晶逐渐转变为短小的粒状晶粒,后处理铜箔粗糙度呈上升趋势。当PEG浓度为0.09g/L时,相较不含添加剂的镀液体系,后处理铜箔抗剥离强度提升达103%,粗糙度升高,PEG的加入会起到促进铜形核和抑制沉积的双重作用。PEG和钨酸钠的复合添加剂加入基础镀液后,当PEG浓度为0.005g/L时,铜箔的抗剥离强度较单一PEG体系提升约21.35%,粗糙度降低约20.34%,由于复合添加剂抑制了铜离子的沉积和形核,并促进了(200)晶面的沉积,铜箔表面晶粒沉积均匀,但晶粒粗大化。PEG单独加入可以大幅提升铜箔的抗剥离强度,且提高粗糙度,PEG和钨酸钠的复合添加剂抗剥离强度进一步提升,且粗糙度下降,深镀能力大幅提升。     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

LS-DYNA在板料成形仿真中的应用

讨论了LS-DYNA自适应方法在板料成形分析中的一般过程；基于LS—DYNA的板料成形有限元分析分为前处理、求解和后处理；前处理设置单元属性、构建模型、划分网格、定义接触、初始条件、载荷及约束、求解时间和输出文件等。再用LS—PREPOST查看结果，动画模拟过程，得出能量、应力等变化曲线。并以板料的半球件成形为例进行了分析和验证。     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。