检索结果-内蒙古大学图书馆

中国表面工程 2024年第5期37卷 177-194页

作者：谢晓明刘秀波陈涛刘志远孟元张世宏中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室长沙410004 武汉晨曦芸峰科技有限公司武汉430074 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243002

激光熔覆作为一种先进的表面技术广泛应用于航空航天和军工等领域,然而激光熔覆在短时间内历经多种复杂的物化过程,其中涉及的传热传质和熔池对流行为与涂层质量密切相关,目前仅依靠试验方法难以直观准确地观测到熔覆过程的瞬态演化对... 详细信息

激光熔覆作为一种先进的表面技术广泛应用于航空航天和军工等领域,然而激光熔覆在短时间内历经多种复杂的物化过程,其中涉及的传热传质和熔池对流行为与涂层质量密切相关,目前仅依靠试验方法难以直观准确地观测到熔覆过程的瞬态演化对涂层质量的影响,且受限于成本高和周期长等问题。而数值模拟为深入分析熔覆过程中的温度变化,应力分布和熔池流动提供了有效途径,为改善涂层质量提供了理论依据,但针对该方面的综述仍然有限。从熔覆过程中热-力-流多场动态演化出发,系统综述多物理场数值模拟方面的相关研究现状。同时针对裂纹调控问题,归纳总结导致裂纹产生的影响因素,并概述多物理场耦合动态演化-工艺优化-裂纹调控之间的内在关联。准确的模拟结果是有效指导实践的必要条件,但目前的数值模拟研究仍难以精准反映实际熔覆情况。最后指出影响模拟准确性的难点,并对其进行展望。利用数值模拟指导激光熔覆是有效提高涂层质量的可靠手段,对该方面的研究进行系统综述可为后续相关研究和实际应用提供有益参考。

关键词：激光熔覆动态演化数值模拟工艺优化裂纹调控

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高温低周疲劳下C-HRA-5奥氏体耐热钢中孪晶界演变

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金属学报 2022年第8期58卷 1013-1023页

作者：周红伟高建兵沈加明赵伟白凤梅何宜柱安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243032 太原钢铁(集团)有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室太原030003 安徽工业大学冶金工程学院冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室马鞍山243032

研究了先进超超临界燃煤机组用新型奥氏体耐热钢C-HRA-5在700℃低周疲劳下退孪生行为,利用SEM、EBSD和TEM等对孪晶界(TBs)的演变、退孪生机制及残留TBs对疲劳裂纹的影响进行了分析。结果表明,C-HRA-5钢经高温固溶处理后,低Σ重合位置点... 详细信息

研究了先进超超临界燃煤机组用新型奥氏体耐热钢C-HRA-5在700℃低周疲劳下退孪生行为,利用SEM、EBSD和TEM等对孪晶界(TBs)的演变、退孪生机制及残留TBs对疲劳裂纹的影响进行了分析。结果表明,C-HRA-5钢经高温固溶处理后,低Σ重合位置点阵(CSL)晶界比例达到69%,以Σ3型TBs为主。在高温低周疲劳下,出现了显著的退孪生现象,且退孪生程度随着应变幅的增加而增加。退孪生机制主要与位错-TBs交互作用和TBs上相析出有关。疲劳试样中塑性变形以平面滑移为主,形成了大量的位错滑移带结构。位错滑移带循环碰撞TBs,导致晶界共格关系消失并最终退孪生。位错-TBs交互作用诱导部分TBs析出M_(23)C_(6)相,析出相加剧TBs对位错的钉扎作用,强化位错-TBs的交互作用,加速退孪生过程。与C-HRA-5钢中随机晶界相比,残留TBs仍然具有较高的强度,抑制疲劳裂纹的萌生与扩展。

关键词：奥氏体耐热钢低周疲劳退孪生 EBSD 疲劳裂纹

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AlN对铁基合金等离子喷焊层组织和摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2020年第10期49卷 182-187页

作者：张文旭徐露露汪锡恒李明喜安徽工业大学现代表界面工程研究中心安徽马鞍山243000 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243000 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243000

目的加入AlN提高铁基合金的摩擦磨损性能。方法采用PTA-400E3-HB等离子喷焊设备在Q235钢表面制备添加AlN的铁基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、摩擦磨损试验... 详细信息

目的加入AlN提高铁基合金的摩擦磨损性能。方法采用PTA-400E3-HB等离子喷焊设备在Q235钢表面制备添加AlN的铁基合金喷焊层。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层的组织和相结构。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和台阶仪对喷焊层的硬度和摩擦磨损性能进行测试。结果添加AlN的喷焊层主要物相为α-Fe、γ-Fe和(Fe,Cr)7C3。未添加AlN的喷焊层由等轴晶组成,添加AlN的喷焊层呈现柱状树枝晶,且随AlN量增加,树枝晶组织愈加粗大。添加1%AlN喷焊层的平均显微硬度最高,为(890.1±46.8)HV0.3,比铁基喷焊层的显微硬度高131.6HV0.3;当AlN含量增加,未转变奥氏体量增加,导致喷焊层的硬度降低。加入AlN的喷焊层的摩擦系数均降低,摩擦系数稳定在0.40~0.57之间。当AlN添加量为3%时,喷焊层的磨损形貌最光滑,磨损率为1.15×10^−14 m^3/(N·m)。添加AlN后,喷焊层的磨损机理从之前的粘着磨损变为磨粒磨损。结论添加AlN能提高铁基喷焊层的摩擦磨损性能。

关键词：等离子喷焊铁基喷焊层 AlN 磨损机理摩擦磨损

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基于蠕变理论的钒和铌微合金化中碳钢的物理本构方程

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塑性工程学报 2022年第9期29卷 207-215页

作者：魏海莲邓笑举潘红波王永强李维火安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室安徽马鞍山243002

采用Gleeble-1500热模拟试验机对V和Nb两种微合金化中碳钢进行了温度范围为900~1100℃,应变速率范围为0.01~10 s^(-1)的热压缩实验。采用基于蠕变理论的物理方法研究了两种实验钢的本构方程,该方程考虑了杨氏模量E和奥氏体的自扩散系数... 详细信息

采用Gleeble-1500热模拟试验机对V和Nb两种微合金化中碳钢进行了温度范围为900~1100℃,应变速率范围为0.01~10 s^(-1)的热压缩实验。采用基于蠕变理论的物理方法研究了两种实验钢的本构方程,该方程考虑了杨氏模量E和奥氏体的自扩散系数D对温度的依赖关系。通过使用相关系数r和平均绝对相对误差e_(AARE)等统计参数对方程的准确性和可靠性进行了量化。结果表明,该基于蠕变理论的物理本构方程不仅能准确地描述钒微合金化和铌微合金化中碳钢的峰值应力,而且可以准确地描述所有应变范围内的应力。

关键词：微合金化中碳钢热压缩流变应力物理本构方程

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喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响

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过程工程学报 2020年第12期20卷 1463-1471页

作者：黄文薛召露刘侠倪振航吴朝军张世宏安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽马钢表面技术股份有限公司安徽马鞍山243000 中国航天材料与工艺研究所北京100076

热浸镀Al-Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层,但熔融Al-Si合金腐蚀已成为热浸镀Al-Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层,研究了喷涂功率... 详细信息

热浸镀Al-Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层,但熔融Al-Si合金腐蚀已成为热浸镀Al-Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层,研究了喷涂功率对YSZ涂层组织和力学性能的影响和涂层在700℃下Al-Si熔体中的腐蚀行为。结果表明,YSZ涂层是由板条和层间柱状晶粒组成的典型层状结构,随着喷涂功率从37 kW增至46 kW,层间柱状结晶呈长大趋势;YSZ涂层主要由t-ZrO2相和少量m-ZrO2相组成,喷涂功率对涂层相组成无明显影响;喷涂功率为40 kW的YSZ涂层具有较高的显微硬度642.4 HV0.3和结合强度62 MPa。此外,当带有涂层的样品在700℃的Al-Si熔液中腐蚀240 h后,YSZ涂层与高温Al-Si熔液之间的界面没有反应层生成,同时Al-Si合金熔液中的Al和Si元素也未渗透进YSZ涂层内部,表明YSZ/NiCrAlY防护涂层有效地将Al-Si合金熔体阻挡在涂层表面。

关键词：喷涂功率 YSZ涂层力学性能熔融Al-Si合金腐蚀

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陶瓷基高温自润滑复合涂层的制备及摩擦学性能研究进展

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材料工程 2022年第6期50卷 61-74页

作者：刘庆帅刘秀波刘一帆张林孟元刘怀菲中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室长沙410004 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 中南林业科技大学工程流变学湖南省重点实验室长沙410004

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继... 详细信息

摩擦磨损大多数情况下不利于机械设备,我国作为机械制造大国,降低摩擦磨损对工业进步及可持续发展有重大意义。陶瓷基高温自润滑复合涂层作为工业应用中常见体系之一,主要以硬质陶瓷为基体,并掺杂润滑材料作为第二相组成,使其一方面继承陶瓷相优异的高温稳定性及强度,另一方面提高在常见摩擦环境下的润滑性能,因此被广泛应用于船舶、航空航天、生物科技、高速列车等领域,受到研究人员的广泛关注与探索。本文以陶瓷基高温自润滑复合涂层为中心,首先阐述复合涂层及固体润滑材料的基本分类;其次综述不同制备方法的最新研究进展,重点关注工艺参数对制备陶瓷基高温自润滑涂层性能的影响及改善方法;然后归纳改善陶瓷基高温自润滑复合涂层表面摩擦学性能的关键因素,探讨了提升减摩耐磨性能的可行性和研究潜力;最后总结目前陶瓷基高温自润滑复合涂层存在的问题,主要有以下2点:(1)对复合涂层的物相分析仍以解释现象为主,没有完整的理论基础;(2)对不同制备工艺下复合涂层结构和摩擦学性能的改善手段较单一。因此提出相应的解决办法以及未来可能的发展方向:(1)研究陶瓷基体和不同润滑相、附加组元、高温环境的协同作用机理,建立系统的理论基础;(2)针对不同制备工艺的成型机理,重点研究工艺参数的协同作用对复合涂层微观结构形成的影响,扩展制备工艺的改善方法。

关键词：陶瓷基高温耐磨复合涂层固体润滑制备工艺摩擦学性能

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纳米碳/铝复合材料的制备、界面改性与增强机制研究进展

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固体火箭技术 2023年第2期46卷 231-252页

作者：邓海亮万梓涵任可聪李肖亮史雨程白志云张晓虎安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243002 西安航天复合材料研究所西安710025

以石墨烯和碳纳米管为代表的纳米碳是发展结构功能一体化铝基复合材料的理想增强材料,但纳米碳分散难、与铝润湿差及不良的界面结合等限制了增强效果。针对此问题,介绍了纳米碳/铝复合材料熔融铸造和粉末冶金制备方法的改进及新发展的... 详细信息

以石墨烯和碳纳米管为代表的纳米碳是发展结构功能一体化铝基复合材料的理想增强材料,但纳米碳分散难、与铝润湿差及不良的界面结合等限制了增强效果。针对此问题,介绍了纳米碳/铝复合材料熔融铸造和粉末冶金制备方法的改进及新发展的制备技术,从表面化学改性、涂层及纳米粒子修饰方面总结了纳米碳表面处理与增强铝基复合材料的研究现状。基于纳米碳/铝的界面结合机制,综述了表面改性前后反应和扩散型界面的形成过程及它们与机械锚结型界面对载荷传递的影响、改善途径;分析了纳米碳/铝复合材料研究中涉及的主要增强机制、影响因素和增强效果,并展望了提升该复合材料结构与功能性能的研究重点。

关键词：铝基复合材料碳纳米管石墨烯界面改性增强机制

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磁场对钕铁硼表面电沉积Ni镀层性能的影响

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表面技术 2024年第2期53卷 88-96页

作者：项腾飞任黄威周军张世宏安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243002 中钢天源股份有限公司安徽马鞍山243002 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002

目的研究不同磁场参数对钕铁硼表面电沉积Ni镀层性能的影响。方法以烧结钕铁硼(NdFeB)为基体,采用磁场辅助电沉积方法在其表面镀覆Ni层。利用扫描电镜(SEM)、EDS能谱仪、X射线衍射仪(XRD)分析镀层的表面形貌、元素组成和微观结构,通过... 详细信息

目的研究不同磁场参数对钕铁硼表面电沉积Ni镀层性能的影响。方法以烧结钕铁硼(NdFeB)为基体,采用磁场辅助电沉积方法在其表面镀覆Ni层。利用扫描电镜(SEM)、EDS能谱仪、X射线衍射仪(XRD)分析镀层的表面形貌、元素组成和微观结构,通过电化学工作站对Ni镀层进行耐蚀性能研究。结果施加磁场能显著改善镀层的表面形貌,表面镀层形貌更加均匀致密;试样的耐蚀性显著提高,在平行磁场方向下,当磁场强度为0.07 T时电沉积30 min,所得Ni镀层自腐蚀电位(E_(corr))为–0.193 V,自腐蚀电流密度(J_(corr))为8.305×10^(–7)A·cm^(–2),阻抗值达到3.882×10^(4)Ω·cm^(2),耐蚀性最好。结论施加磁场后,镀层性能得到改善,平行磁场作用下Ni镀层更加均匀细致,其耐蚀性最优,垂直磁场次之,均优于无磁场作用下制备的Ni镀层。

关键词：烧结钕铁硼电沉积磁场强度表面形貌耐蚀性

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Fe_(60)Cr_(18)Cu_(3)(MnCoNiMoAlTi)_(19)中熵合金时效硬化与耐蚀性能

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中国有色金属学报 2023年第8期33卷 2622-2634页

作者：张晖陶冶许本琪姚汛洁饶思贤李维火冒爱琴郭晟安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243002 安徽工业大学机械工程学院马鞍山243002 Department of Industrial and Materials Science Chalmers University of TechnologySE-41296GothenburgSweden

采用真空电弧炉熔炼制备Fe_(60)Cr_(18)Cu_(3)(MnCoNiMoAlTi)_(19)中熵合金,研究了合金的时效硬化机理和耐腐蚀性能。结果表明,中熵效应使合金凝固组织具有简单的BCC固溶体结构。HRTEM研究发现,超饱和固溶体基体高晶格畸变有利于合金时... 详细信息

采用真空电弧炉熔炼制备Fe_(60)Cr_(18)Cu_(3)(MnCoNiMoAlTi)_(19)中熵合金,研究了合金的时效硬化机理和耐腐蚀性能。结果表明,中熵效应使合金凝固组织具有简单的BCC固溶体结构。HRTEM研究发现,超饱和固溶体基体高晶格畸变有利于合金时效后纳米有序B2共格相大量弥散析出,最高时效硬度达到621HV_(0.5)。特别是抗热硫酸腐蚀和NaCl溶液点蚀性能与相同Cr、Ni含量的时效硬化不锈钢17-4PH相比均获得了大幅提升,表现为更宽、更稳定的阳极钝化区和显著较低的腐蚀溶解速度。XPS分析结果表明,高含量Cr_(hy)^(3+)、Cr_(ox)^(3+)、Cu_(ox)^(+)、Ti_(ox)^(4+)、Al_(ox)^(3+)和Mo_(ox)^(6+)耐蚀元素离子组成的多元钝化膜是其抑制Cl-点蚀坑形核和扩展的重要原因。

关键词：中熵合金多元钝化膜耐蚀性时效硬化

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MAX相表面金属晶须自发生长现象的研究现状与展望

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金属学报 2022年第3期58卷 295-310页

作者：田志华张培根刘玉爽陆成杰丁健翔孙正明东南大学材料科学与工程学院江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室南京211189 南京工程学院材料科学与工程学院江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室南京211167 安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243002

以Sn晶须为代表的金属晶须自发生长现象由来已久,电子工业深受其害,但铅添加剂的使用使相关研究一度沉寂。新世纪伊始,"铅毒"迫使人们开发无铅化Sn晶须抑制策略。然而,复杂的影响因素阻碍了对金属晶须自发生长现象的全面认识... 详细信息

以Sn晶须为代表的金属晶须自发生长现象由来已久,电子工业深受其害,但铅添加剂的使用使相关研究一度沉寂。新世纪伊始,"铅毒"迫使人们开发无铅化Sn晶须抑制策略。然而,复杂的影响因素阻碍了对金属晶须自发生长现象的全面认识。近年来,诸多研究表明MAX相基体具有与金属基体相似的晶须自发生长现象,并且晶须的再现性好、孕育期短、生长速率快、种类丰富。因此,将MAX相作为研究晶须自发生长的新平台,有望加快人们对这一普遍现象的全面理解。本文以金属晶须自发生长为背景,结合本课题组相关研究,综述MAX相表面金属晶须自发生长研究工作,从晶须生长的2个基本过程(形核与长大)分析,阐述自发生长机制,并展望MAX相上晶须自发生长的研究方向与潜在应用。

关键词：金属晶须自发生长 MAX相抑制策略无铅化可靠性

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