温鹏
,
单际国
,
曹志晓
,
张斌
钢铁研究学报
车轮短时间的滑行会带来剧烈的摩擦磨损。为了研究大功率机车车轮材料耐滑动摩擦磨损性能,利用SRV摩擦磨损试验机对3种新型车轮材料J1、J2、J3进行室温及高温条件下的滑动摩擦磨损试验,通过三维白光干涉表面形貌仪对磨痕的三维形貌进行记录和测量,比较了3种材料的摩擦磨损特点和耐磨性能;测试了车轮材料的力学性能,利用显微硬度对摩擦表面进行分析,结合材料的化学成分和力学性能,讨论了3种新型车轮材料在不同温度条件下的摩擦磨损特点和机制。常温条件下,J1为磨粒磨损;J2以磨粒磨损为主,并有轻微疲劳磨损;J3为磨粒磨损、疲劳磨损共存;J2的耐磨性最好,J3次之,J1最差。高温条件下,3种车轮材料的摩擦磨损量差别不大,磨痕表面硬度很高的亮白相对其磨损机制有较大影响。
关键词:
机车车轮
,
摩擦
,
磨损
,
高温摩擦磨损
,
摩擦磨损试验
张迪
,
单际国
,
陈武柱
,
任家烈
金属学报
采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法, 研究了光束堆焊Ni, Al 混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征. 结果表明, 堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关. 采用Al含量(原子分数)高于50%或不超过25%的堆焊材料, 均可获得成形良好的光束堆焊层, 但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低. 当堆焊材料中Al含量为
50%--75%时, 堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9, Al3Ni2和Al3Ni)组成；当采用富Ni 堆焊材料(不超过25%Al)时, 堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体, 得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织；而采用富Al 堆焊材料(80%Al)将导致堆焊层中析出大量α-Al, 其显微组织为在α-Al+(α-Al+Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相.
关键词:
光束堆焊
,
Ni3Al
,
Al1.1Ni0.9
单际国
,
张婧
,
郑世卿
,
陈武柱
,
任家烈
稀有金属材料与工程
对变形镁合金AZ31B、AZ80A,砂铸镁合金AM60B、AZ91D及压铸镁合金AM50A激光焊接气孔倾向进行研究.研究表明:变形镁合金激光焊气孔倾向很小,在较宽的焊接工艺参数范围内均能得到无气孔的焊缝. 砂铸镁合金AM60B及AZ91D激光焊时气孔对气体保护条件非常敏感,在侧吹气体保护角度及流量选择不合适时气孔率非常高,在优化的气保护条件下可得到气孔率较低的焊缝.而压铸镁合金AM50激光焊缝中气孔问题非常突出,调整工艺参数无法解决气孔问题,焊接过程中的加热及添加填充材料可以在一定程度上减少气孔.
关键词:
气孔
,
激光焊接
,
变形镁合金
,
砂铸镁合金
,
压铸镁合金
单际国
,
张迪
,
余顺周
,
任家烈
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2001.03.009
采用SEM、X射线、光学显微镜、显微硬度计等手段研究了高能密度光束表面合金化的机理和工艺.用NiCrBSi合金粉末对灰口铸铁表面实现光束合金化的实验研究表明,光束线能量及合金粉末用量是表面合金化区合金化程度的重要决定因素.合金化程度低的合金化层微观组织具有亚共晶特征,莱氏体中的碳化物为Fe3C,部分γ-Fe转变为马氏体.合金化程度高的合金化层微观组织为γ-(Fe,Ni)奥氏体基底上弥散分布的Fe23(CB)6球状碳化物.碳化物形态的改变及常温奥氏体量的增加使合金化层表面硬度降低,但有利于韧性和耐腐蚀性能的改善.
关键词:
聚焦光束
,
表面合金化
,
灰口铸铁
张迪
,
单际国
,
陈武柱
,
任家烈
稀有金属材料与工程
采用X射线衍射、SEM、EDS等分析方法,研究了铁元素对光束堆焊合成NiAl金属间化合物层的成形和组织结构的影响规律.结果表明,光束堆焊镍铝混合粉制备NiAl金属间化合物层时,NiAl的高熔点导致堆焊层成形困难.在镍铝混合粉中加入适量铁粉(11at%～28at%)可以降低堆焊合金体系的熔点、改善堆焊层成形.随着铁粉加入量的增加,堆焊层的稀释率呈现先增加后降低的趋势,过多的铁粉加入量(43at%)将使熔池金属不能润湿母材.铁元素的引入使堆焊层中析出了Fe3Al相,随着堆焊层中含Fe量的增加,Fe3Al的析出量增加,堆焊层的微观组织为NiAl柱状晶和柱状晶间的Fe3Al条状相.
关键词:
光束堆焊
,
NiAl金属间化合物
,
堆焊层成形
,
微观组织
张迪
,
单际国
,
陈武柱
,
任家烈
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.05.008
采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法,研究了光束堆焊Ni,Al混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征.结果表明,堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关.采用Al含量(原子分数)高于50%或不超过25%的堆焊材料,均可获得成形良好的光束堆焊层,但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低.当堆焊材料中Al含量为50%-75%时,堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9,Al3Ni2和Al3Ni)组成;当采用富Ni堆焊材料(不超过25%Al)时,堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体,得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织;而采用富Al堆焊材料(80%Al)将导致堆焊层中析出大量α-Al,其显微组织为在α-Al+(α-Al+Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相.
关键词:
光束堆焊
,
Ni3Al
,
Al1.1Ni0.9
,
Al3Ni2
,
Al3Ni
单际国
,
张婧
,
郑世卿
,
陈武柱
,
任家烈
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.08.018
压铸镁合金因含气量高而使得激光焊接气孔问题非常突出,为实现压铸镁合金的低气孔率焊接技术,通过对母材固态加热前后气孔特征参数、密度变化的分析以及焊前除氢后施焊与不除氢施焊气孔倾向的比较,研究了压铸镁合金中气体来源的特点及气孔形成过程.结果表明,母材中同时含有分子氢和原子氢,以高压气孔形式存在的分子氢以及以过饱和固溶形式存在的原子氢均是导致压铸镁合金激光焊产生大量气孔的原因.而向焊缝中引入Zr元素可以显著降低气孔倾向,但Zr的作用机理还有待于深入研究.
关键词:
气孔
,
激光焊
,
压铸镁合金
,
分子氢
,
原予氢
杨成功
,
单际国
,
温鹏
,
任家烈
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00167
采用Nd:YAG激光和光纤激光焊接了Ti-50.7％Ni(原子分数)记忆合金,利用DSC,SEM和EDS对焊缝金属相变温度的变化规律和影响因素进行了分析,并对焊接接头的记忆功能进行了研究.结果表明,不同焊接工艺参数的焊缝金属与母材相比,相变温度有明显差异,产生差异的主要原因是组织的不同和基体Ni含量的差别.基体Ni含量与C,O,N的含量、富Ni沉淀相尺寸和数量以及焊接过程中Ni的烧损有关.低热输入、高激光功率密度的焊缝金属,基体Ni含量高,相变温度偏离母材的程度更大.焊缝金属相变温度的变化使得焊接接头形状恢复温度区间明显不同于母材,对其使用性能产生不利影响.
关键词:
激光焊接
,
记忆合金
,
相变温度
,
基体Ni含量
裴莹蕾
,
吴爱萍
,
单际国
,
任家烈
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00058
利用高速摄像机观察了高速激光焊熔池的流动行为,分析了驼峰焊道的形成过程及焊接速度对驼峰倾向的影响,并探究了驼峰焊道的抑制措施.研究发现,驼峰的形成经历了形核、长大、凝固3个阶段.形核阶段,环小孔流淌的侧向金属流在小孔后方的汇聚造成了液态金属的起伏,成为驼峰形成核心；长大阶段,液态金属起伏的波谷率先冷却凝固并阻止波峰处液态金属继续向熔池尾部流动,波峰则被从其前方向熔池尾部流动的液态金属填充长大；凝固阶段,长大了的波峰自下而上凝固,固-液界面凸起,接触角减小,波峰处液态金属难以铺展.焊接速度增大,小孔周围的2个侧向金属流在小孔后方的汇聚点与激光热源距离增大,小孔后方液态金属温度降低,表面张力增大,液态金属起伏难以铺展,驼峰易于形核,驼峰倾向增大.小光斑直径激光能够缩短激光热源与汇聚点的距离,双光束激光的副光束的后热作用使得小孔后方液态金属的冷却速率降低,这2种措施均减小了小孔后方液态金属的表面张力,增加了液态金属的铺展能力,从而抑制了驼峰的形核.
关键词:
高速激光焊
,
驼峰焊道
,
熔池流动
,
驼峰形核
,
光斑直径
,
双光束
安同邦
,
田志凌
,
单际国
,
魏金山
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00294
研究了不同保护气(Ar+5％CO2,Ar+ 10％CO2,Ar+20％CO2和Ar+30％CO2)对1000MPa级高强熔敷金属组织及强韧性的影响.结果表明,当CO2含量为20％时,熔敷金属力学强韧性最佳,屈服强度为980MPa,室温冲击功为72.6 J,-40℃冲击功为52 J.组织观察和分析结果表明,随着保护气中CO2含量增加,熔敷金属组织中贝氏体板条含量增多,且贝氏体板条分布形态由平行状向交织状转变,交织状贝氏体板条分割细化原奥氏体晶粒,从而细化马氏体板条.贝氏体含量和马氏体/贝氏体板条的分布形态是决定熔敷金属力学性能的根本原因.贝氏体含量并非越多越好,存在最佳含量比例;随着保护气CO2含量的进一步增加,熔敷金属夹杂物数量增加,尺寸增大,且主要成分含量发生变化.当保护气中CO2含量为30％时,出现较大尺寸的夹杂物,导致熔敷金属韧性降低.
关键词:
1000 MPa级熔敷金属
,
保护气
,
强韧性
,
马氏体/贝氏体板条
,
分布形态
,
氧化物夹杂
