利用等离子熔覆技术在低碳钢表面制备了不同C含量的Al_(1.5)CoCrFeNiNb_(0.2)C_(x)(x=0,0.01,0.02,0.05,0.2)高熵合金熔覆层,采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmiss...利用等离子熔覆技术在低碳钢表面制备了不同C含量的Al_(1.5)CoCrFeNiNb_(0.2)C_(x)(x=0,0.01,0.02,0.05,0.2)高熵合金熔覆层,采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)、硬度仪以及磨损试验机等手段,研究C含量对熔覆层微观组织以及力学性能的影响规律.结果表明,x=0,0.01时,Al_(1.5)CoCrFeNiNb_(0.2)C_(x)高熵合金的物相由BCC相以及少量富Nb的Laves相组成;x=0.02~0.2时,能够原位合成NbC,且随着C含量的升高,NbC的析出量逐渐增加.x=0,0.01时,高熵合金的微观组织为树枝晶结构,枝晶为BCC相,枝晶间为BCC相+富Nb的Laves相组成的共晶组织.x=0.02~0.2时,树枝晶基体上析出原位合成NbC,并且随着C含量的升高,NbC的析出量和尺寸逐渐增大,其形貌由低含量下(x=0.02,0.05)的颗粒状逐渐转变为高含量下(x=0.2)的颗粒状以及十字状.TEM表明,高熵合金基体与NbC增强相之间的界面光滑纯净,没有任何缺陷以及其他污染物.随着C含量由x=0增加至x=0.2,熔覆层硬度由560.1 HV增加至762.2 HV,磨损率由24.69 mg/min降低至4.70 mg/min.展开更多
电弧定向能量沉积(arc-based directed energy deposition,Arc-DED)技术在铝合金结构制造领域的地位日益凸显,具备独特优势与应用潜力。然而,由于铝合金的自身理化特性,热沉积过程极易产生氧化、变形、气孔等问题。同时,沉积过程的热量...电弧定向能量沉积(arc-based directed energy deposition,Arc-DED)技术在铝合金结构制造领域的地位日益凸显,具备独特优势与应用潜力。然而,由于铝合金的自身理化特性,热沉积过程极易产生氧化、变形、气孔等问题。同时,沉积过程的热量累积效应,可进一步增加沉积结构出现裂纹、形状塌陷和残余应力等问题的概率,严重制约了铝合金Arc-DED制造质量与生产效率的提升,极大限制了铝合金Arc-DED结构在相关工业领域的推广应用。围绕现代工业对铝合金Arc-DED提质增效提出的更高要求,从沉积过程的前、中、后三方面综述了优化能量输入、添加变质剂、引入辅助能场以及热处理等重要技术手段,分析了各类方法的优缺点和适用范围,并探讨了铝合金Arc-DED技术的未来发展方向,为平衡铝合金高性能构件生产制造的质效矛盾、推动铝合金Arc-DED技术高速发展提供了重要的理论指引与实践参考。展开更多
目的针对15-5PH钢零件再制造后性能调控缺乏试验和数据支撑的问题,研究热处理温度对15-5PH熔覆层微观组织及力学性能的影响。方法利用冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)工艺制备了连续、平整、无宏观缺陷的熔覆层,并采用不同温度对...目的针对15-5PH钢零件再制造后性能调控缺乏试验和数据支撑的问题,研究热处理温度对15-5PH熔覆层微观组织及力学性能的影响。方法利用冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)工艺制备了连续、平整、无宏观缺陷的熔覆层,并采用不同温度对熔覆层进行了热处理。利用光学显微镜、XRD、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的微观组织、物相组成,通过拉伸试验、剪切试验测试了熔覆层力学性能。结果焊态熔覆层主要由马氏体、铁素体、球状碳化物构成,不同区域的马氏体、铁素体形态有显著差异。随热处理温度的升高,焊道中间区域微观组织差异逐渐减小,尺寸有增加的趋势,经580℃、620℃热处理后,马氏体晶界上生成白色块状逆转变奥氏体,而且逆转变奥氏体含量和尺寸随温度的升高逐渐增加。此外,经450℃热处理后,熔覆层的屈服强度、抗拉强度、剪切强度达到最高,分别为1251、1318、674.9 MPa,伸长率仅为3.6%;当温度高于450℃时,随温度的升高,屈服强度、抗拉强度、剪切强度逐渐降低,伸长率增加。结论探明了热处理温度对再制造15-5PH熔覆层组织和性能的影响规律,为再制造15-5PH零件的热处理提供了依据。展开更多
为改善高氮钢(high-nitrogen steel,HNS)电弧增材过程中出现的力学性能降低、氮逸出等问题,在超音频脉冲熔化极气体保护(ultrasonic frequency pulsed gas metal arc,UFP-GMA)及脉冲熔化极气体保护(pulse gas metal arc,P-GMA)工艺下进...为改善高氮钢(high-nitrogen steel,HNS)电弧增材过程中出现的力学性能降低、氮逸出等问题,在超音频脉冲熔化极气体保护(ultrasonic frequency pulsed gas metal arc,UFP-GMA)及脉冲熔化极气体保护(pulse gas metal arc,P-GMA)工艺下进行高氮钢增材试验,分析超音频脉冲电流对高氮钢增材显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,两种工艺方法下高氮钢增材件组织均为树枝晶铁素体及奥氏体基体组成,由于散热方向及温度梯度变化使铁素体组织由长树枝晶变为短树枝晶,生长方向也呈现多向性,叠加超音频脉冲电流后能产生高频振动效应,破碎枝晶,细化晶粒,使界面处树枝晶变为等轴晶;相比于常规脉冲GMA增材工艺,叠加超音频脉冲电流之后力学性能均有所提高,搭接方向抗拉强度为987.1 MPa,提高了7.1%,增材方向抗拉强度为970.6 MPa,提高了6.2%,显微硬度为350.3 HV,两种工艺下断裂模式都呈典型的韧性断裂特征,在韧窝中有第二相析出,为Cr-Mn-Fe氧化物,使Mn元素析出,力学性能下降.展开更多
文摘利用等离子熔覆技术在低碳钢表面制备了不同C含量的Al_(1.5)CoCrFeNiNb_(0.2)C_(x)(x=0,0.01,0.02,0.05,0.2)高熵合金熔覆层,采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)、硬度仪以及磨损试验机等手段,研究C含量对熔覆层微观组织以及力学性能的影响规律.结果表明,x=0,0.01时,Al_(1.5)CoCrFeNiNb_(0.2)C_(x)高熵合金的物相由BCC相以及少量富Nb的Laves相组成;x=0.02~0.2时,能够原位合成NbC,且随着C含量的升高,NbC的析出量逐渐增加.x=0,0.01时,高熵合金的微观组织为树枝晶结构,枝晶为BCC相,枝晶间为BCC相+富Nb的Laves相组成的共晶组织.x=0.02~0.2时,树枝晶基体上析出原位合成NbC,并且随着C含量的升高,NbC的析出量和尺寸逐渐增大,其形貌由低含量下(x=0.02,0.05)的颗粒状逐渐转变为高含量下(x=0.2)的颗粒状以及十字状.TEM表明,高熵合金基体与NbC增强相之间的界面光滑纯净,没有任何缺陷以及其他污染物.随着C含量由x=0增加至x=0.2,熔覆层硬度由560.1 HV增加至762.2 HV,磨损率由24.69 mg/min降低至4.70 mg/min.
文摘电弧定向能量沉积(arc-based directed energy deposition,Arc-DED)技术在铝合金结构制造领域的地位日益凸显,具备独特优势与应用潜力。然而,由于铝合金的自身理化特性,热沉积过程极易产生氧化、变形、气孔等问题。同时,沉积过程的热量累积效应,可进一步增加沉积结构出现裂纹、形状塌陷和残余应力等问题的概率,严重制约了铝合金Arc-DED制造质量与生产效率的提升,极大限制了铝合金Arc-DED结构在相关工业领域的推广应用。围绕现代工业对铝合金Arc-DED提质增效提出的更高要求,从沉积过程的前、中、后三方面综述了优化能量输入、添加变质剂、引入辅助能场以及热处理等重要技术手段,分析了各类方法的优缺点和适用范围,并探讨了铝合金Arc-DED技术的未来发展方向,为平衡铝合金高性能构件生产制造的质效矛盾、推动铝合金Arc-DED技术高速发展提供了重要的理论指引与实践参考。
文摘目的针对15-5PH钢零件再制造后性能调控缺乏试验和数据支撑的问题,研究热处理温度对15-5PH熔覆层微观组织及力学性能的影响。方法利用冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)工艺制备了连续、平整、无宏观缺陷的熔覆层,并采用不同温度对熔覆层进行了热处理。利用光学显微镜、XRD、SEM和EDS等手段分析了熔覆层的微观组织、物相组成,通过拉伸试验、剪切试验测试了熔覆层力学性能。结果焊态熔覆层主要由马氏体、铁素体、球状碳化物构成,不同区域的马氏体、铁素体形态有显著差异。随热处理温度的升高,焊道中间区域微观组织差异逐渐减小,尺寸有增加的趋势,经580℃、620℃热处理后,马氏体晶界上生成白色块状逆转变奥氏体,而且逆转变奥氏体含量和尺寸随温度的升高逐渐增加。此外,经450℃热处理后,熔覆层的屈服强度、抗拉强度、剪切强度达到最高,分别为1251、1318、674.9 MPa,伸长率仅为3.6%;当温度高于450℃时,随温度的升高,屈服强度、抗拉强度、剪切强度逐渐降低,伸长率增加。结论探明了热处理温度对再制造15-5PH熔覆层组织和性能的影响规律,为再制造15-5PH零件的热处理提供了依据。
文摘为改善高氮钢(high-nitrogen steel,HNS)电弧增材过程中出现的力学性能降低、氮逸出等问题,在超音频脉冲熔化极气体保护(ultrasonic frequency pulsed gas metal arc,UFP-GMA)及脉冲熔化极气体保护(pulse gas metal arc,P-GMA)工艺下进行高氮钢增材试验,分析超音频脉冲电流对高氮钢增材显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,两种工艺方法下高氮钢增材件组织均为树枝晶铁素体及奥氏体基体组成,由于散热方向及温度梯度变化使铁素体组织由长树枝晶变为短树枝晶,生长方向也呈现多向性,叠加超音频脉冲电流后能产生高频振动效应,破碎枝晶,细化晶粒,使界面处树枝晶变为等轴晶;相比于常规脉冲GMA增材工艺,叠加超音频脉冲电流之后力学性能均有所提高,搭接方向抗拉强度为987.1 MPa,提高了7.1%,增材方向抗拉强度为970.6 MPa,提高了6.2%,显微硬度为350.3 HV,两种工艺下断裂模式都呈典型的韧性断裂特征,在韧窝中有第二相析出,为Cr-Mn-Fe氧化物,使Mn元素析出,力学性能下降.
