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利用XRD、SEM、TEM等测试分析手段,研究了冷变形及时效处理对CuSn10Zn2FeCo合金组织性能的影响.结果表明:在冷变形量40％,400℃时效处理4h条件下,合金试样抗拉强度和伸长率分别为635 MPa和19.5％.透射电镜观察显示合金基体中弥散分布着尺寸在10～50 nm不等的纳米强化相,纳米颗粒与基体界面关系良好.当冷变形量为60％时,析出相在时效过程中发生粗化现象,合金试样力学性能下降.

关键词: 锡青铜 , 冷变形 , 力学性能 , 组织

新型铸造锡青铜合金的微观组织和性能

冯在强 , 王自东 , 王强松 , 陆长学 , 张鸿 , 张大伟

材料热处理学报

利用真空熔炼离心工艺浇铸了ZCuSn10Zn2FeCo合金试样棒。利用SEM、TEM分析了新型铸造合金的微观组织。结果表明：和ZCuSn10Zn2合金相比,ZCuSn10Zn2FeCo合金的抗拉强度提高到了400～450 MPa,提高了70%～90%,伸长率保持在12%以上,没有明显下降。透射电镜下,铜基体中弥散分布着数量众多的细小析出相,直径在2～20 nm之间不等,直径大于100 nm的纳米析出相数量很少。纳米尺寸的析出相对位错的钉轧和阻碍作用明显,位错塞积可见。孪晶组织中存在着高密度的位错和数量众多的纳米析出相,是合金强度提高的重要原因之一。合金的断裂形式呈韧性断裂。

关键词: 离心铸造 , 锡青铜 , 析出相 , 韧性断裂

Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金组织性能的影响

冯在强 , 王强松 , 宋桌斐 , 王自东

材料热处理学报

采用普通砂型铸造的方式研究了不同Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金组织和性能的影响.利用金相显微镜、SEM、TEM等测试手段研究了Fe含量对ZCuSn10Zn2FeCo合金的组织性能影响.结果表明:ZCuSn10Zn2FeCo合金以Cu(Sn,Zn)固溶体为基体,强化相主要为富铁相.当铁含量为2％时,ZCuSn10Zn2FeCo合金强化效果明显,抗拉强度和伸长率分别为350 MPa和13.5％,合金晶粒大小在40 ～100 μm,基体中存在着数量众多、弥散分布的纳米强化相.随着Fe含量的增加,黑色析出相发生了粗化现象,合金试样的抗拉强度则下降为320 MPa左右,伸长率下降到了8％.

关键词: 锡青铜 , 析出相 , 力学性能 , 铁含量

电火花沉积WC-4Co复合层界面行为

王建升 , 张占哲 , 闫镇威 , 李刚 , 唐明奇 , 冯在强

中国有色金属学报

采用新型电火花沉积设备，将亚微米WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上，制备电火花沉积合金涂层，利用SEM和XRD等技术研究沉积层与基体间的界面行为，分析沉积层的表面润湿性、物相形成机理、微观组织结构、界面元素分布、界面结合机理和显微硬度变化等。结果表明：电火花沉积技术可以在金属基体表面制造出微纳米非晶高熔点强化层。铸钢表面沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W和Fe2C 等相组成；沉积层与基体呈冶金结合，过渡层中出现一些柱状晶和等轴晶的组织结构，沉积层中细小的Fe2C和Si2W等硬质相颗粒弥散分布于Fe 3 W 3 C和Co 3 W 3 C沉积层上。沉积层的厚度大于20μm，沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV，细小弥散分布的硬质相是沉积层硬度提高的主要因素。

关键词: WC-Co硬质合金 , 电火花沉积 , 组织结构 , 界面行为

铸钢表面电火花沉积WC-8Co涂层的高温性能

王建升 , 张太萍 , 李刚 , 唐明奇 , 冯在强

材料热处理学报

采用新型电火花沉积设备,把WC-8Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层在500℃的高温耐磨性和800℃高温氧化100 h后氧化膜形貌图、组织结构和高温抗氧化性能.结果表明:沉积层厚度为20～ 30 μm.500℃高温条件下沉积层的耐磨性比基体提高了3.3倍,500℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用.800℃高温条件下沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10 μm;氧化膜主要由FeFe2O4、Fe2O3、Fe5C2和Fe2W物相组成;800℃高温下沉积层抗氧化性能比基体的抗氧化性能提高了4.8倍.细小弥散分布的硬质相和致密的氧化膜极大提高了沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能.

关键词: 电火花沉积 , WC-8Co硬质合金 , 高温耐磨性 , 高温氧化性

铸钢轧辊亚微米WC-15Co电火花沉积涂层的高温性能

王建升 , 张占哲 , 李博 , 张瑞华 , 唐明奇 , 冯在强

中国有色金属学报

采用新型电火花沉积设备,把WC-15Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究沉积层在500℃的高温耐磨性和800℃高温氧化100 h后的氧化膜形貌、组织结构和高温抗氧化性能.结果表明:沉积层厚度约为30 μm.500℃高温条件下,沉积层的耐磨性比基体的耐磨性提高2.7倍,沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用;800℃高温条件下,沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10～30μm,氧化膜主要由FeFe2O4、W20O58和CFe2.5物相组成,沉积层的抗氧化性能比基体的提高3.6倍.细小弥散分布的硬质相和致密的氧化膜极大提高沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能.

关键词: WC-15Co硬质合金 , 电火花沉积 , 高温耐磨性 , 高温氧化性

离心速度对ZCuSn3Zn8Pb6NilFeCo合金组织性能的影响

冯在强 , 王强松 , 王自东 , 刘晓珂 , 朱军军 , 范明

材料热处理学报

利用真空熔炼-离心铸造工艺制备出ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样.使用图像分析软件确定了合金的晶粒大小.通过光学显微镜、XRD和拉伸测试等分析手段,研究了离心速度对组织及力学性能的影响.结果表明:随着离心速度的增加,合金的平均晶粒大小先减小后增加,离心速度为200r/min时,晶粒直径最小为22～31μm.抗拉强度随离心速度的变化趋势与晶粒直径变化相同,并在200r/min时合金抗拉强度达到最大值380MPa.离心压力降低了临界晶核形核能,提高了扩散激活能和形核速率.随着压力的提高,晶粒得以细化,但是达到最大值后,压力的增加反而使得晶粒细化程度降低.

关键词: 离心压力 , 金属凝固 , 形核速率

铸钢表面电火花沉积层摩擦磨损性能

王建升 , 卢海霞 , 阎镇威 , 李刚 , 唐明奇 , 冯在强

材料热处理学报

采用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层的物相、微观组织结构、元素分布、显微硬度及室温高温耐磨性能及磨损机理.结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层出现一些柱状晶和树枝状晶组织结构,沉积层中细小的Fe3W3C和Co3W3C等硬质相颗粒弥散分布于Fe2C基体上.沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV;室温下沉积层的耐磨性和300℃高温条件下沉积的耐磨性分别比同样条件下铸钢材料的磨损性能提高了2.5倍和3.4倍;不论室温还是300℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.

关键词: 电火花沉积 , WC-Co硬质合金 , 铸钢 , 耐磨性