钨表面WTaVNbMo难熔高熵合金层的组织与性能

采用双层辉光等离子表面冶金技术,以粉末冶金W₁₈Ta₁₈V₂₀Nb₁₈Mo₂₆合金作为源极靶材,控制工件极温度为1200℃,源极和阴极电压差分别为300、400和500 V,在纯钨表面制备了WTaVNbMo难熔高熵合金层。用扫描电镜及其所附能谱仪和X射线衍射仪检测合金层的显微组织和相组成,用显微硬度计和电化学工作站测试了合金层的硬度和耐蚀性,利用SRIM软件模拟分析了合金层的抗辐照性能。结果表明,在不同电压差条件下纯钨表面均形成了BCC结构的WTaVNbMo高熵合金层。电压差为400 V时,制备的合金层厚度达到100μm以上;500 V电压差下制备的合金层表面均匀,组织致密,硬度最高,可以达到1635 HV0.05,耐蚀性良好,自腐蚀电流密度较W基体降低了近两个数量级。辐照模拟结果表明,相比于纯钨,高熵合金层的损伤范围较为集中,投影射程更短,电子阻止本领更大,电离损失速度加快。     

口腔修复材料离子镀表面改性的研究

利用多弧离子镀膜技术在口腔修复材料——钛合金(Ti6Al4V)表面制备TiN薄膜。分析表面镀膜组织结构,探讨钛合金基材及表面镀层的抗细菌粘附性能。结果表明,钛合金TiN膜层具有明显的(111)晶面择优取向;与处理前相比,TiN膜层可以显著减少变形链球菌在改性钛合金表面的粘附。     

热氧化TC4合金在模拟油田介质中的腐蚀磨损行为

采用热氧化技术对TC4合金进行表面处理,研究了热氧化TC4合金在模拟油田介质中的腐蚀磨损行为。结果表明:热氧化层主要由金红石相组成,热氧化层具有更高的表面硬度,更低的磨损失重和比磨损率。热氧化处理显著提高了TC4合金在模拟油田介质中的抗腐蚀磨损性能。     

热氧化提高钛及钛合金表面性能的研究进展

热氧化作为一种引起广泛关注的钛及钛合金表面改性技术,具有工艺简单、原位生长、薄膜厚度大以及性价比高等特点。通过热氧化表面处理技术能够在钛及钛合金表面形成较厚的由钛氧化层和氧的扩散层组成的硬质氧化膜,氧化膜对材料起到有效的保护作用,提高了材料单一耐磨性、耐蚀性以及生物活性或综合表面性能。从热氧化工艺原理及其对钛及钛合金表面性能影响的角度,综述了热氧化对钛及钛合金表面硬度、耐磨性、耐蚀性、生物相容性等性能影响的研究进展,并对其以后的研究方向进行了展望。通过合理控制氧化温度、氧化时间、氧化气氛及冷却方式等工艺条件,从而得到连续、致密且疲劳性能较好的金红石型TiO_2和氧的扩散层是改善钛及钛合金性能的关键。将热氧化处理与其他工艺相结合,针对性地提高膜层厚度及材料的耐磨性、耐蚀性、生物性能等,以实现复合涂层的制备将是热氧化在钛及钛合金性能改善方面的研究方向。     

TC4合金表面渗钼层在模拟油田介质中的耐蚀性

采用等离子表面合金化技术对TC4合金进行渗钼表面改性,使用光学显微镜,辉光光谱分析仪和X射线衍射仪分析渗钼层的特征,借助电化学测试技术评价TC4合金和渗钼层在模拟油田介质中的耐蚀性。结果表明:渗钼层均匀、连续,渗层由钼的沉积层和扩散层组成;渗钼层的耐蚀性略低于TC4合金。     

活性屏与工件的距离对40Cr钢活性屏离子渗氮行为的影响

为提高40Cr钢的抗磨及耐蚀性能,用304不锈钢冲孔板制成的活性屏对40Cr钢进行离子渗氮(ASPN)处理,研究了活性屏与工件的距离对渗层组织结构和性能的影响,并与普通直流离子渗氮(DCPN)进行了比较。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、辉光放电光谱仪(GDOES)、显微硬度计、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对渗层组织、相成分、硬度、耐磨及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:经不锈钢活性屏离子渗氮处理后,试样表面得到了致密均匀的渗氮层,渗层主要由ε-Fe2-3N、γ′-Fe4N和CrN相组成,且随着试样与活性屏距离从10mm、20mm增加到30mm,对应的渗层厚度从6μm、4.7μm减小到3.5μm。经氮化处理后,40Cr钢的耐磨性和耐腐蚀性都有显著的提高,ASPN处理后试样的耐腐蚀性较DCPN有明显的提高。     

纯钛离子氮化层在人工唾液中的耐蚀性

用浸泡法和电化学法研究了纯钛(TA2)基体材料及其离子氮化层在人工唾液中的腐蚀行为.浸泡法研究表明,试样随着浸泡时间的延长而增重,而离子氮化层增重明显减缓,其腐蚀速率远小于TA2基材;电化学法研究表明,离子氮化层的自腐蚀电位较TA2基材提高,而腐蚀电流密度和腐蚀速度减小.由失重法和电化学法得出一致结论,离子氮化处理提高了TA2在人工唾液中的耐蚀性.     

Plasma boronizing of Ti6AlV4 using solid precursors by double glow plasma alloying technique

Solid state B-offerings （FeB compound） were used for plasma-assisted boronizing on Ti6Al4V alloy by double glow discharge plasma alloying technique （DGPSA）. During all experiment processing there was no harmful and toxic. The thickness and morphology, phase formation, elements concentrations and wear properties of boride layers were examined by means of optical microscopy, Vickers microhardness, X-ray diffraction, glow discharge optical emission spectroscopy and Ball-disk wear tests. The results show that friction coefficient of boride alloying samples versus cortmdum ball is lower than that of Ti6Al4V samples, as well as wear rate. This indicates that plasma-assisted boronizing of Ti6Al4V alloy has a high potential for industrial applications under tribological conditions.     

无氢等离子氮化纯钛降低细菌黏附的研究

纯钛在双层辉光放电等离子体条件下进行无氢氮化处理，表面得到一层均匀、致密的改性层。经过改性层的显微组织观察，硬度测量，元素分布情况测定，X射线衍射分析改性层结构，处理前、后表面细菌黏附等的分析和表征，发现纯钛表面经等离子氮化得到的氮化膜层最外层中包括Ti2N及TiN的2种氮化物，近表面过渡层是氮在a—Ti中的固溶体。与改性前相比，等离子氮化处理的纯钛表面能显著地降低细菌黏附。     

压印模具表面织构电火花成形工艺参数的分析

在石墨电极表面制备了直径分别为ø100、ø200和ø300 μm且具有规则形貌的圆形微凹坑阵列,并使用该电极在45钢表面利用电火花成形工艺(Electrical discharge machining,EDM)制备出微凸起阵列压印模具,研究了加工电流对其表面性能的影响。采用超景深显微镜和扫描电镜对经电火花加工处理后的石墨电极和45钢试样的表面形貌进行了分析,同时采用洛氏硬度计、粗糙度测试仪和精度为0.01 mg的电子天平秤等设备对45钢表面微凸起阵列进行了检测,并讨论了加工电流对45钢的材料去除率(Material removal rate,MRR)和石墨电极的电极耗损率(Electrode wear rate,EWR)之间的影响规律。结果表明,电火花反刻原理可以在45钢表面形成尺寸相对应的微凸起阵列形貌,并得到较高的表面显微硬度和表面粗糙度值,随着电火花加工电流的增大而增大,其中,ø200 μm微凸起试样得到了最大显微硬度,为34 HRC,同时,ø300 μm微凸起试样得到了最大表面粗糙度值12.56 μm。此外,当试样微凹坑或微凸起直径一定时,随着加工电流的增大,MRR和EWR值也会随之增大。