增材制造高熵合金的微观组织及其对力学性能的影响研究

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作者 张晓宇 黄家楷 +7 位作者 慈世伟 阳颖飞 杨俊杰 李杰 任盼 李萍 张鹏 王启伟 《表面工程与再制造》 2025年第1期33-35,36-52,共20页

高熵合金因其优异的耐磨性、耐蚀性、高比强度、高温蠕变性能,广泛应用于医疗、存储系统、运输、航空航天、核能和汽车工业等工程领域。增材制造方法因其多功能性和灵活性而备受关注,且其可以应对新的材料挑战,是一种适合开发新金属材... 高熵合金因其优异的耐磨性、耐蚀性、高比强度、高温蠕变性能,广泛应用于医疗、存储系统、运输、航空航天、核能和汽车工业等工程领域。增材制造方法因其多功能性和灵活性而备受关注,且其可以应对新的材料挑战,是一种适合开发新金属材料的技术。通过优化工艺参数,高熵合金和增材制造的结合使材料具备出色的力学性能、更好的耐磨性和耐蚀性。介绍了有关增材制造高熵合金的缺陷的形成原因及解决方法,随后讨论了微观结构方面、相形成、强化机制和由此产生的力学性能。最后,对增材制造高熵合金未来进行了展望,提出了未来可以努力的方向。 展开更多

关键词 高熵合金 增材制造 微观组织 力学性能

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等离子喷涂Al2O3-13wt．％TiO2涂层在干摩擦条件下的磨损机制转变图 被引量：15

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作者 叶辉 李强 +1 位作者 魏振毅 赵小健 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期246-250,共5页

研究了等离子喷涂Al2O3-13wt．％TiO2涂层／WC硬质合金在干摩擦条件下，载荷为10～100N和速度为0．1～0．5m／s范围内涂层的磨损行为，并通过对涂层磨损表面的显微分析，建立了这种涂层的磨损机制转变图．结果表明：等离子喷涂Al2O3-13w... 研究了等离子喷涂Al2O3-13wt．％TiO2涂层／WC硬质合金在干摩擦条件下，载荷为10～100N和速度为0．1～0．5m／s范围内涂层的磨损行为，并通过对涂层磨损表面的显微分析，建立了这种涂层的磨损机制转变图．结果表明：等离子喷涂Al2O3-13wt．％TiO2涂层在低载荷低滑动速度条件下，即涂层的磨损率在0．1～1．0mg／m条件下，磨损机制主要是塑性变形和显微犁削；在中速中载下，即涂层的磨损率在1．0～3．0mg／m条件下，磨损机制主要是涂层的轻微断裂和颗粒剥落；在高速高载下，即涂层的磨损率在大于3．0mg／m的条件下，磨损机制主要是涂层的断裂和剥层． 展开更多

关键词 等离子喷涂 干摩擦 摩擦磨损 磨损图

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镁合金表面磁控溅射CN_x/SiC/Ti多层膜的摩擦磨损性能 被引量：6

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作者 许晓静 夏登福 +2 位作者 卓刘成 郝欣妮 宗亮 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期432-436,共5页

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备了CNx/SiC/Ti(氮化碳/碳化硅/钛)多层膜(SiC、Ti为中间层),研究了CNx薄膜的纳米压痕行为和摩擦磨损性能.结果表明:CNx薄膜具有低的纳米硬度(6.67GPa)、低的弹性模量(54.68GPa)和高的硬度与... 采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备了CNx/SiC/Ti(氮化碳/碳化硅/钛)多层膜(SiC、Ti为中间层),研究了CNx薄膜的纳米压痕行为和摩擦磨损性能.结果表明:CNx薄膜具有低的纳米硬度(6.67GPa)、低的弹性模量(54.68GPa)和高的硬度与弹性模量比值(0.122);在以氮化硅球为对摩副的室温干摩擦条件下摩擦系数约为0.162,磨损率在10-6mm3/(m.N)级,薄膜经长时间(3.5h)磨损后未出现裂纹和剥落.分析表明,摩擦化学和硬度与弹性模量比值对摩擦系数和磨损率有重要影响. 展开更多

关键词 镁基材 薄膜 纳米压痕 摩擦磨损 磁控溅射

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扩散铝涂层对TiAl合金摩擦磨损性能的影响 被引量：5

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作者 田进 吴向清 谢发勤 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期409-413,共5页

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,分别进行720℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织及相组成,并测试了显微硬度和耐磨性.结果表明:扩散层由氧化表层和扩散内层组成,不含纯铝相;... 利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,分别进行720℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织及相组成,并测试了显微硬度和耐磨性.结果表明:扩散层由氧化表层和扩散内层组成,不含纯铝相;与基体相比,扩散层的表面显微硬度和耐磨性显著提高,其中840℃扩散层的耐磨性优于720℃的扩散层. 展开更多

关键词 钛铝合金 多弧离子镀 扩散 摩擦磨损性能

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活塞环与气缸套摩擦副采用喷涂陶瓷材料研究 被引量：6

5

作者 李秀山 吴华杰 张宝欢 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期503-507,共5页

将喷涂陶瓷材料活塞环与喷涂陶瓷材料或经激光表面处理的气缸套配对成不同组合的活塞环与气缸套的摩擦副 ,经过摩擦副模拟试验和台架试验表明 ,与原金属摩擦副相比 ,其摩擦系数小 ,磨损量小 ,对提高内燃机寿命有重要的意义 .

关键词 陶瓷材料 等离子喷涂 激光表面处理 内燃机 活塞环 气缸套

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纳米TiO_2-Ni基镀层的电刷镀沉积行为研究 被引量：4

6

作者 周仕勇 沈承金 +1 位作者 史强 王芹芹 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B04期251-255,共5页

为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为的影响,采用电刷镀方法制备纳米TiO2-Ni基复合镀层,并运用SEM、EDS和XRD研究了纳米TiO2-Ni基镀层的表面形貌和... 为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为的影响,采用电刷镀方法制备纳米TiO2-Ni基复合镀层,并运用SEM、EDS和XRD研究了纳米TiO2-Ni基镀层的表面形貌和成分特点。结果表明,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果最好,沉降时间超过40min;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层显微硬度比不加表面活性剂的提高50%左右,镀层结合性较好,孔隙率显著降低;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层均匀细致、晶粒细小,纳米TiO2被生长着的镍晶粒夹持嵌埋,分布于镍基间隙中,镀层由纳米TiO2颗粒和镍基组成。纳米粉末与镍共沉积符合迁移、吸附、嵌埋的过程。 展开更多

关键词 电刷镀 纳米复合镀层 表面活性剂 沉积行为

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等离子微弧氧化膜的抗静电特性 被引量：2

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作者 来永春 吴晓玲 +2 位作者 施修龄 华铭 杜建成 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期347-349,共3页

等离子体微弧氧化技术可以在铝合金表面原位生长 2 0 2 0 0 μm的陶瓷氧化膜 ,该膜具有很高的硬度 ,大大改善铝合金表面的耐磨、耐蚀特性 .对于某些抗静电要求较高的电子元件 ,除需有较高的耐磨、耐蚀特性外 ,还要求表面电阻控制在 10 6... 等离子体微弧氧化技术可以在铝合金表面原位生长 2 0 2 0 0 μm的陶瓷氧化膜 ,该膜具有很高的硬度 ,大大改善铝合金表面的耐磨、耐蚀特性 .对于某些抗静电要求较高的电子元件 ,除需有较高的耐磨、耐蚀特性外 ,还要求表面电阻控制在 10 610 10 Ω之间 .通过对氧化膜厚度的调整 ,可有效地控制表面电阻的大小 ,从而满足抗静电要求 . 展开更多

关键词 等离子体微弧氧化 抗静电 特性

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影响双层辉光离子渗W-Mo后μ相析出动力学因素探讨 被引量：1

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作者 赵斌 吴建生 +2 位作者 李忠厚 刘小萍 徐重 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期26-28,31,共4页

双层辉光离子渗后试样随炉冷却 ,在渗层中形成大量的脆性金属间化合物析出相 ,使试样力学性能严重下降。定性相分析结果表明 :该析出物主要为μ相。本工作从μ相的显微组织入手 ,针对 μ相的形成机理 ,详细分析了影响其析出的动力学因... 双层辉光离子渗后试样随炉冷却 ,在渗层中形成大量的脆性金属间化合物析出相 ,使试样力学性能严重下降。定性相分析结果表明 :该析出物主要为μ相。本工作从μ相的显微组织入手 ,针对 μ相的形成机理 ,详细分析了影响其析出的动力学因素 :主要包括化学元素、温度以及时间对它的影响。提出了抑制 μ相形成切实可行的有效措施。 展开更多

关键词 双层辉光离子渗金属 Μ相 动力学 手工锯条

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表面活性剂对电沉积TiO_2/Ni复合镀层的影响(英文) 被引量：1

9

作者 周仕勇 沈承金 +1 位作者 王芹芹 胡亮亮 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期83-88,共6页

研究了表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为和沉积行为的影响,结果表明十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果显著,镀液40min内不发生明显分层。相比其他表面活性剂,由于纳米颗粒在涂层中均匀分散,CTAB分散的镀层显... 研究了表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为和沉积行为的影响,结果表明十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果显著,镀液40min内不发生明显分层。相比其他表面活性剂,由于纳米颗粒在涂层中均匀分散,CTAB分散的镀层显微硬度最好,且热稳定性好,孔隙率显著降低。运用SEM、EDAX和XRD研究了镀层的表面形貌和成分。CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层表面平整致密、晶粒均匀,镍基晶粒长大伴随着纳米TiO2被夹持嵌埋过程,TiO2多分布于镍基间隙。分析认为纳米粉末TiO2与Ni符合迁移、吸附、嵌埋的力学共沉积过程。 展开更多

关键词 电刷镀 表面活性剂 电沉积 涂层特性

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沟槽形织构对镍铝熔覆层摩擦性能的影响 被引量：1

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作者 张瑞云 谭娜 +3 位作者 刘进 李洋 庞彤辉 李进城 《天津职业技术师范大学学报》 2023年第3期18-23,共6页

为提高零件表面的摩擦学性能,采用激光熔覆技术与激光织构技术结合在镍铝(NiAl)涂层表面制备沟槽形织构图案,对织构图案宽度及摩擦角度(沟槽形织构条纹与摩擦副运动方向所成的角度)对涂层的摩擦学性能的影响进行了研究。结果表明:随织... 为提高零件表面的摩擦学性能,采用激光熔覆技术与激光织构技术结合在镍铝(NiAl)涂层表面制备沟槽形织构图案,对织构图案宽度及摩擦角度(沟槽形织构条纹与摩擦副运动方向所成的角度)对涂层的摩擦学性能的影响进行了研究。结果表明:随织构间距增大,涂层的摩擦系数和磨损体积均先增加后降低,主要受到磨球与织构的接触面积及织构对磨屑捕捉能力的影响。随摩擦角度的增加,涂层的摩擦系数和磨损体积均增加,主要是因为大的摩擦角度破坏了织构原有的结构,使其减摩效果降低。研究发现,涂层与织构结合能显著提高零件的摩擦学性能。 展开更多

关键词 激光熔覆 表面织构 织构间距 摩擦角度 摩擦学性能

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加载参数对TiN涂层摩擦磨损行为的影响 被引量：7

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作者 刘磊 田修波 +1 位作者 张春光 杨士勤 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期58-61,共4页

TiN薄膜广泛应用于低速轴承、钟表齿轮等环境中,而微载、低速条件下TiN薄膜的摩擦学特性是其重要服役性能之一.采用球盘式干滑动摩擦磨损试验机,研究了多弧离子镀TiN薄膜在微载、低速条件下的摩擦磨损特性.研究表明:在本试验范围内,薄... TiN薄膜广泛应用于低速轴承、钟表齿轮等环境中,而微载、低速条件下TiN薄膜的摩擦学特性是其重要服役性能之一.采用球盘式干滑动摩擦磨损试验机,研究了多弧离子镀TiN薄膜在微载、低速条件下的摩擦磨损特性.研究表明:在本试验范围内,薄膜的摩擦系数随着载荷的增加而升高,磨盘转速和转动半径对摩擦系数基本没有影响;载荷、磨盘转速的升高缩短了材料的磨合时间,而转动半径的增加延长了磨合距离.磨损以对磨钢球的犁削磨损为主,磨损体积随转动半径的增加而增加. 展开更多

关键词 TIN薄膜 滑动摩擦 摩擦特性

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钛合金基体上AlCrN涂层的冲蚀磨损行为研究 被引量：12

12

作者 李巾杰 吴凤芳 吴冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期152-158,共7页

目的研究钛合金基体表面的Al CrN涂层在固体粒子冲蚀条件下的磨损性能和材料去除机制。方法采用阴极电弧离子镀物理气相沉积技术在钛合金基体表面制备AlCrN硬质涂层。利用扫描电镜(SEM)分析冲蚀试验前后试样表面的微观形貌;利用能谱分析... 目的研究钛合金基体表面的Al CrN涂层在固体粒子冲蚀条件下的磨损性能和材料去除机制。方法采用阴极电弧离子镀物理气相沉积技术在钛合金基体表面制备AlCrN硬质涂层。利用扫描电镜(SEM)分析冲蚀试验前后试样表面的微观形貌;利用能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的化学成分和物相组成;利用白光干涉轮廓仪检测试样表面粗糙度和冲蚀试验后试样表面的冲蚀坑深度;利用纳米压痕仪和多功能材料表面性能测试仪测量试样的显微硬度、弹性模量和涂层与基体的结合力;利用冲蚀试验机考察高角度冲蚀条件下试样的抗冲蚀磨损性能。结果抛光后的钛合金表面光滑,没有明显缺陷,硬度为4.29 GPa,弹性模量为141.02 Gpa。Al Cr N涂层厚度约为10.5μm,表面有大量尺寸不一的球形颗粒和圆形凹坑等生长缺陷,硬度为23.27GPa,弹性模量为264.95GPa,XRD图谱表明AlCrN涂层中主要存在AlN相和Cr N相。在冲蚀角度90°、粒子冲击速度85 m/s和冲蚀粒子供给速率(2±0.5) g/min的条件下,Al CrN涂层的冲蚀坑深度仅为钛合金基体的1/10。通过冲蚀表面微观形貌观察与分析发现,钛合金基体表面的冲蚀磨损特征主要有冲击凹坑、挤压唇和微切削痕,Al Cr N涂层表面的冲蚀磨损特征主要有微切削痕、大颗粒塑性变形和剥落坑。结论钛合金的冲蚀磨损行为为典型的塑性材料冲蚀磨损机制。AlCrN涂层在冲蚀早期为塑性材料冲蚀磨损机制,随着冲蚀的进行,既有塑性材料冲蚀磨损机制,又有脆性材料冲蚀磨损机制。 展开更多

关键词 钛合金 AlCrN涂层 物理气相沉积 阴极电弧离子镀 生长缺陷 冲蚀磨损行为

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模具钢表面超声辅助激光熔覆Ni60合金涂层的仿真与实验分析 被引量：3

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作者 李传钰 李金华 姚芳萍 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第7期51-57,共7页

采用超声辅助激光熔覆技术在H13热作模具钢表面制备镍基合金涂层,通过COMSOL仿真软件建立分析模型,探究超声频率对熔覆层温度及温度梯度的影响规律,并通过实验探究超声频率对宏观形貌以及显微组织的影响。结果表明:随着超声频率的增加,... 采用超声辅助激光熔覆技术在H13热作模具钢表面制备镍基合金涂层,通过COMSOL仿真软件建立分析模型,探究超声频率对熔覆层温度及温度梯度的影响规律,并通过实验探究超声频率对宏观形貌以及显微组织的影响。结果表明:随着超声频率的增加,熔覆层温度逐渐增加,而温度差值呈先减小后增大的趋势;随着超声频率的增加,沿熔覆层切面纵向温度呈上升趋势,其温度差值呈先增大后减小的趋势;施加超声的熔覆层比未施加超声的温度梯度小,且超声频率越大,温度梯度越小;随着超声频率的增大,稀释率增大,熔覆层熔宽与熔深增大;超声频率越高,晶粒分离及细化程度越好;超声促进熔覆层与基体中元素扩散,改善元素偏析。 展开更多

关键词 激光熔覆 超声频率 温度梯度 稀释率 晶粒细化 元素偏析

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一种滚动体表面氧化发黑层膜厚的检测方法

14

作者 董玉雪 《哈尔滨轴承》 2022年第4期35-37,共3页

通过采用六亚甲基四胺盐酸溶液腐蚀氧化发黑层找出基体和涂层的台阶,通过光干涉法检测基体表面到氧化发黑层的厚度。实现对氧化发黑层厚度的精确测量。

关键词 氧化发黑层 腐蚀 3D非接触式高精度检测

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内燃机用Ti600钛合金表面阴极离子镀制备AlCrVN 涂层及其性能研究

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作者 邓璘 蒋丽华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期881-885,共5页

选择阴极电弧离子镀方在内燃机用Ti600钛合金表面制备AlCrVN涂层,并进行组织,力学性能和实验冲蚀磨损性能测试分析。研究结果表明:涂层和基底之间具有均匀的致密组织结构,其厚度约等于4.5μm。AlCrVN涂层内除了含有AlN相以及CrN相以外, ... 选择阴极电弧离子镀方在内燃机用Ti600钛合金表面制备AlCrVN涂层,并进行组织,力学性能和实验冲蚀磨损性能测试分析。研究结果表明:涂层和基底之间具有均匀的致密组织结构,其厚度约等于4.5μm。AlCrVN涂层内除了含有AlN相以及CrN相以外, AlN相以(101)晶面进行择优生长。涂层内部形成了一些断续的小凹坑,并在小凹坑边缘位置出现一定数量的微裂纹,涂层发生了破裂的现象并生成了一些剥离微片。AlCrVN涂层具有比基体更高的硬度与弹性模量,这使得整体结构能够有效抵抗外部粒子的微切削冲击作用。经过480 s冲蚀之后,AlCrVN涂层形成了5.26μm深度的冲蚀坑。AlCrVN涂层在抗冲蚀磨损能力方面达到了基体材料的近9倍。经过垂直冲击后,试样基体表面形成了大量凹坑,表现出塑性冲蚀特征。 展开更多

关键词 钛合金 AlCrVN涂层 组织 冲蚀行为

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