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焊接接头表面改性的研究进展

概述了高能喷丸、表面机械研磨处理、超音速微粒轰击、超声冲击、激光冲击改性等表面改性方法的基本原理，重点分析了其对不同材料焊接接头表面进行改性的效果。这些改性方法可以细化焊接接头表面的晶粒，甚至使晶粒尺寸达到纳米级；提高焊接接头表面的显微硬度，从而提高焊接构件的强度；消除接头处的残余拉应力，使拉应力转变为残余压应力，从而抑制焊接接头裂纹源的产生，提高焊接接头的抗疲劳断裂能力，进一步提高焊接构件的寿命。了解了现有表面改性处理方法应用的领域范围及其优缺点，并对焊接接头表面改性处理方法的发展及研究方向进行了展望。

关键词: 焊接接头 , 表面改性 , 残余应力 , 抗疲劳断裂

稀土铈转化膜在高氯离子溶液中的缓蚀作用

田清波 , 初福民 , 相欲兵 , 张元彬 , 许斌

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.05.002

添加剂对稀土铈转化膜质量和耐蚀性有较大的影响.通过失重悬挂法研究了不同添加剂(双氧水、氯化钠和苯甲酸纳)对稀土铈转化膜形成的影响规律,即稀土铈转化膜在高氯离子的环境下的缓蚀作用.结果表明,未加添加剂的情况下,随着硝酸铈浓度的增大,铈转化膜厚度逐渐增加,腐蚀速度逐渐降低,耐蚀性逐渐增强,硝酸铈浓度超过0.003 mol/L后,腐蚀速度基本保持不变.添加双氧水对稀土铈转化膜的成膜质量没有起到促进作用;一定量氯化钠的加入可以提高转化膜的成膜质量;苯甲酸钠的加入可较大程度地提高稀土铈转化膜的成膜质量,在相同的硝酸铈浓度条件下,添加剂的加入对转化膜厚度的影响不明显.

关键词: 铈转化膜 , 缓蚀作用 , 添加剂 , 低碳钢

碳化物在高硬度焊缝中的行为研究

张元彬 , 任登义

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.05.001

用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱分析(EDS)对高碳Nb-Ti-V-Cr-RE系高硬度冷焊焊缝中碳化物形态及分布特点进行了研究,探讨了碳化物形成机理及其作用行为.MC型碳化物在熔滴阶段已大量形成,在熔池中聚集长大,呈颗粒状均匀分布.碳化物的早期形成占有了大量碳元素,避免了二次碳化物网状析出,同时有利于使基体转变为低碳马氏体组织,改善焊缝金属韧性.

关键词: 冷焊 , 焊缝 , 碳化物

评价铸造A713铝合金疲劳性能的新方法

张元彬 , 罗辉 , 霍玉双 , 刘鹏 , 翟同广

机械工程材料

在材料试验机上对铸造A713铝合金进行四点弯曲疲劳试验,并通过一种评价疲劳性能的新方法获得了该合金的疲劳弱点密度和强度曲线。结果表明：试验获得的铸造A713铝合金的疲劳强度为94.5MPa;该合金的疲劳弱点密度符合Weibull分布方程,疲劳弱点强度在应力水平为65%时最大;与气孔尺寸分布相比,疲劳弱点密度和强度的分布更适合作为材料疲劳性能的评价指标。

关键词: 铸造A713铝合金 , 疲劳性能 , 疲劳弱点 , Weibull分布方程

铌在堆焊金属中的应用

张元彬 , 史耀武

材料导报

利用X射线衍射、TEM、EPMA、SEM等研究了含Nb堆焊金属中的碳化物分布形态及基体组织,分析了碳化物形成过程.结果表明,Nb的加入有利于形成大量碳化物硬质相,但Nb含量过多时,会形成铁素体基体及大量共晶碳化物,导致堆焊金属硬度过低;适量Ti、Nb、V共同作用时,能获得大量均匀分布的颗粒碳化物及马氏体或贝氏体基体,颗粒碳化物是以氧化物为核心的复合碳化物,内层Ti含量高于Nb,外层Nb含量高于Ti.

关键词: 铌 , 堆焊 , 碳化物

冷堆焊高碳Nb-Ti-V系钢质堆焊金属中的碳化物

张元彬 , 任登义

材料导报

研究了不同成分的冷堆焊高碳Nb-Ti-V系堆焊金属中碳化物的分布、形态,分析了碳化物在冷焊条件下的形成过程.Nb、Ti可以形成颗粒碳化物,但单独加入且含量较高时,碳化物尺寸过大,对基体固溶强化较弱,堆焊金属硬度过低;单独加入V时则形成了网状碳化物;适量Nb、Ti、V同时加入,获得了均匀分布的颗粒碳化物及强韧的基体,堆焊金属耐磨性优于D317的堆焊金属.

关键词: 冷堆焊 , 碳化物 , 铌 , 钛 , 钒

非晶增强铝基复合材料的微观结构及腐蚀性能

刘鹏 , 李士凯 , 张元彬 , 刘燕

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.012

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电化学腐蚀等测试手段对搅拌摩擦加工制备获得的新型非晶增强铝基复合材料的微观组织结构及腐蚀性能进行实验研究.实验结果表明,新型非晶增强铝基复合材料呈现典型的层状结构,且组织呈现一定的纳米级的超细晶结构,主要由α-Al及α Al非晶结构组成的并伴有Al-Cu-Mg系析出相存在,与母材相比抗拉强度得到了较大的提高,而添加非晶形成的复合材料的电化学腐蚀性能相比未添加非晶基体材料加工后的腐蚀性能有所提高,但两种加工条件下材料的抗腐蚀性能均低于母材.

关键词: 搅拌摩擦加工 , 金属基复合材料 , 微观组织 , 腐蚀 , 电子衍射

高硬度钢焊缝第二相的强化及增韧

任登义 , 董建 , 张元彬

金属学报

研究了在Nb，Ti，Zr；V和RE共存的高碳焊缝中碳化物和基体组织的特点及对韧性的影响结果表明，多元强碳化物元素与RE的综合作用，可诱使碳化物早期大量弥散析出，析出过程发生在焊缝凝固之前，同核心多维析出是碳化物由液相直接析出的主要机制；强碳化物元素与碳符合定比规律，可导致基体“贫碳”而转变为板条马氏体（M1）．最终获得以碳化物强化为主的高硬度兼高韧性焊缝

关键词: 碳化物 , high carbon alloy-steel weld , toughness , hardfacing welding

合金元素过渡及对堆焊金属硬度的影响

张元彬 , 卢东红 , 史耀武

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.03.013

为明确不同合金元素在堆焊金属中的作用,设计了12种碱性药皮堆焊焊条,利用光电直读光谱仪、洛氏硬度计对堆焊金属的成分及硬度进行了测试,分析了C、Ti、Nb、V的合金过渡特点及其对堆焊金属硬度的影响规律.结果表明:C元素过渡波动较大,Nb、V过渡较稳定,各种元素的过渡相互影响;C、V固溶强化作用大,能够提高堆焊金属硬度,而Ti、Nb主要形成碳化物,含量过多时会减弱碳的固溶强化作用,使硬度降低.

关键词: 堆焊 , 焊条 , 硬度 , 合金过渡 , 碳化物 , 合金

高碳Nb-Ti-V堆焊层中碳化物的特殊效应

李怀学 , 任登义 , 张元彬

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.03.014

通过SEM和TEM对目前市售的美国著名的高碳Cr-Mo-W高硬度耐磨堆焊层和自行设计的高碳Nb-Ti-V堆焊层进行了研究.研究表明:高碳Cr-Mo-W堆焊层基体组织为孪晶马氏体,内含微裂纹,碳化物沿晶界呈网状分布;高碳Nb-Ti-V堆焊层基体组织为束状板条马氏体,碳化物硬质点呈颗粒状弥散分布,这不仅使堆焊层达到较高的硬度,而且使其基体属低硬度高塑性,抗裂性大大提高.通过对高碳Nb-Ti-V急冷熔滴的研究,探讨了产生此效果的机理.

关键词: 碳化物 , 板条马氏体 , 特殊效应

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