马志康
,
高原
,
蔡航伟
,
王成磊
,
袁琳
,
张焱
,
吴炜钦
腐蚀与防护
利用弧光离子镀设备,对201不锈钢表面进行离子沉积TiN薄膜和CrN薄膜.分别在3.5％ NaCl溶液、1 mol·L-1NaOH溶液和1 mol·L-1 H2SO4溶液中进行电化学腐蚀性能测试.结果表明,通过弧光离子镀技术在201不锈钢表面分别形成了厚度为1.2 μm的致密TiN薄膜和3μm的致密CrN薄膜；201不锈钢、TiN薄膜和CrN薄膜在3.5％的NaCl溶液中耐蚀性相当；在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是201不锈钢的2倍,CrN薄膜的耐蚀性是201不锈钢的24倍,TiN薄膜的12倍；在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比201不锈钢分别提高20倍和26倍.
关键词:
弧光离子镀
,
TiN薄膜
,
CrN薄膜
,
耐蚀性
高原
,
吴炜钦
,
张焱
,
张维
,
王成磊
,
马志康
,
蔡航伟
中国稀土学报
doi:10.11785/S1000-4343.20130404
在不同含碳量的钢表面进行等离子W-Mo-Dy和W-Mo共渗,采用光学显微镜观察合金渗层的显微组织和厚度,使用X射线衍射仪(XRD)对合金渗层进行相结构分析,利用附带能谱仪的扫描电镜(SEM)对合金渗层进行形貌观察和成分检测.研究结果表明:稀土Dy能促进合金元素的扩散使合金渗层厚度增加,20钢、45钢、T8钢W-Mo-Dy和W-Mo共渗合金层厚度分别为128,75,47 μm及107,59,26μm;W-Mo-Dy共渗组织较W-Mo共渗组织更细小,多为等轴晶,而后者为柱状晶;W-Mo-Dy共渗合金层中有析出的第二相,由Fe,Mo,Dy构成;20钢的W-Mo-Dy共渗合金层主要由Fe(W,Mo,Dy),Dy2O3和少量的DyFe10Mo2,Dy等相组成,在45钢和T8钢表层出现M6C碳化物,随着含碳量增加,碳化物的含量也增加;W-Mo共渗合金层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密,W-Mo-Dy共渗的表面形貌在胞状组织的中心出现块状的结晶组织.
关键词:
合金化
,
等离子
,
稀土元素
蔡航伟
,
高原
,
马志康
,
王成磊
,
袁琳
,
张维
,
李冰
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.02.005
利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢Q235表面进行钨钼钇共渗,研究了极间距、保温温度、气压、保温时间对渗层厚度的影响,进而确定最优工艺参数,并对渗层的金相组织、合金元素分布及物相组成进行分析.结果表明:极间距25 mm、保温温度1 000℃、工作气压30 Pa、保温时间3h为最优参数,所得渗层的厚度可达37μm;渗层组织为柱状晶,渗层与基体有一明显分界线；钨、钼在渗层中呈梯度分布,钇在渗层中呈不均匀分布并在晶界处发生偏聚.
关键词:
辉光等离子
,
钨钼钇共渗
,
渗层厚度
蔡航伟
,
高原
,
马志康
,
王成磊
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.06.011
利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面形成了一层均匀致密连续的渗锆合金层,利用光学显微镜(OM)与扫描电子显微镜(SEM)分别观察了试样截面与表面的微观组织,并对其表面的物相进行了X射线衍射分析;且对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:渗锆改性层的组织为柱状晶,渗锆改性层与基体有一明显分界线,且与基体呈良好的固态冶金扩散结合,渗锆改性层的物相主要为:ZrFe2,ZrC;在0.5 mol·L-1 HCl溶液、3.5％ NaCl溶液、0.5 mol·L-1 NaOH溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的24.43倍、2.44倍、1.90倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性有所提高.
关键词:
0Cr18Ni9Ti不锈钢
,
双辉等离子渗金属
,
渗锆合金层
,
耐蚀性
陆小会
,
高原
,
韦文竹
,
张光耀
,
蔡航伟
,
王成磊
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.012
利用等离子渗金属技术,首先在Q235低碳钢表面分别进行钨-钼-钇共渗和钨-钼共渗,然后进行960,980,1020℃渗碳及淬火及200℃低温回火处理,最后在GZTC-01型磨损试验机上进行耐磨性能考核.研究结果表明:(1)试样均有明显的前期磨合期与后期稳定期,进入稳定期后,随着淬火温度提高,钨-钼-钇共渗强化处理试样(下称钨钼钇试样)磨损量连续降低且为最小;而钨-钼共渗强化处理试样(下称钨钼试样)磨损量先升后降,于1020℃时达到最低;T10钢淬火及回火试样(下称T10钢)的磨损量最大,钨钼钇试样和钨钼试样较之约小1～2个数量级;相比T10钢,钨钼钇试样和钨钼试样在960℃强化时耐磨性分别约提高11.8倍和2.85倍,在980℃时约提高12.6倍和2.2倍,在1020℃时约提高22.1倍和3.9倍;(2)整个磨损时间内,960,980,1020℃强化处理的钨钼钇试样的相对耐磨性分别是钨钼试样的3.75倍、3.05倍、3.55倍.钨钼钇试样的相对耐磨性较T10钢最高可达12.28倍.稀土与合金元素的加入均提高了耐磨性,前者更显著;(3)钨钼钇试样和钨钼试样磨损后的表面形貌均为典型的磨粒磨损,划痕清晰,犁沟明显.前者划痕较细,犁沟浅而窄.钇的渗入促进了碳化物形成和沉淀析出,改善了渗层耐磨性能.
关键词:
稀土
,
等离子渗金属
,
渗碳处理
,
强化处理
,
磨损
蔡航伟
,
高原
,
马志康
,
王成磊
材料热处理学报
利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成厚约65 μm、均匀致密连续的渗锆合金层,并对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行硬度检测与电化学腐蚀性能测试.结果表明:渗锆后,试样表面的硬度约为1530 HV0.05,明显大于不锈钢基材的表面硬度(约为350 HV0.05);渗Zr合金层的硬度由表及里逐渐降低,呈梯度分布;在0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1HNO3溶液、3.5％ NaCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的2.18倍、9.73倍、2.44倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性能有所改善.
关键词:
0Cr18Ni9Ti不锈钢
,
双辉等离子渗金属
,
渗锆合金层
,
硬度
,
耐蚀性
蔡航伟
,
高原
,
马志康
,
王成磊
机械工程材料
利用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备了一层均匀、致密、呈良好冶金结合的渗锆合金层,并对1 060℃下的渗锆动力学进行了研究.结果表明:随着距锆合金层表面距离的增加,锆元素的含量呈梯度递减,扩散系数逐渐减小,而扩散激活能逐步增大;在1 060℃采用双辉等离子技术渗锆时,渗锆合金层表层的空位密度为2.945×(1012～1013) cm-2,与相同温度下采用常规渗金属工艺相比,提高了1～2个数量级.
关键词:
双辉等离子渗金属技术
,
渗锆合金层
,
离子轰击
,
动力学
,
空位密度
袁琳
,
高原
,
张维
,
王成磊
,
马志康
,
蔡航伟
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.01.006
采用不同偏压,在201不锈钢表面进行多弧离子镀TiN薄膜,研究了偏压对薄膜表面形貌、硬度、相结构及耐蚀性的影响.研究表明:薄膜表面存在着许多液滴颗粒,随着偏压的增加,液滴减少,但过大的偏压会使表面出现凹坑；薄膜的显微硬度随偏压的升高先增大后减小,偏压为-200 V时的本征硬度为2 195HV；在3.5％的NaCl溶液中,TiN薄膜试样的耐蚀性比基体略有提高,在1 mol/L的H2SO4溶液中,偏压-100 V制备的试样耐蚀性最好,比基材提高了475倍.
关键词:
多弧离子镀
,
负偏压
,
TiN薄膜
,
耐蚀性
蔡航伟
,
高原
,
马志康
,
王成磊
材料导报
研究了0Cr18Ni9Ti不锈钢及其分别经过双辉等离子渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C+预氧化不同工艺阶段处理后的试样在静态空气中的抗高温氧化性.在1150℃静态空气中氧化20 h后,经过渗Zr+渗C+预氧化、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的氧化增重分别只有未处理基材的0.04、0.07、0.09、0.12,表明抗氧化性能较未处理的基材都有很大程度的提高,其中经过渗Zr+渗C+预氧化处理后,效果最佳,其次依次是经过渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的试样;高温氧化后,不锈钢基材表面氧化严重,氧化层多次剥落,截面上出现了非常宽的裂缝;渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化处理、渗Zr+渗C+预氧化处理的试样高温氧化后,表面致密度及截面形貌依次渐好,说明经以上各阶段处理后,材料的抗高温氧化性依次有所提高.特别是经渗Zr+渗C+低温预氧化处理的试样在高温氧化后,截面无孔洞与裂纹,其结构非常致密,表面平整,基体与改性层有一条明显的界面且结合比较牢固.
关键词:
0Cr18Ni9Ti不锈钢
,
等离子渗锆
,
抗高温氧化性
蔡航伟
,
高原
,
袁琳
,
马志康
,
王成磊
稀有金属材料与工程
在4Cr13不锈钢表面进行多弧离子镀沉积(Ti,Cr)N涂层,研究不同Cr含量的(Ti1-xCrx)N(x=0.28,0.56,0.73)复合薄膜在700℃的高温氧化行为.考察了薄膜氧化后的表面形貌、成分等.用热重法(TG)与差示扫描量热分析法(DSC)分析(Ti,Cr)N薄膜的加热氧化情况,并与TiN薄膜进行对比.结果表明:随着铬靶弧电流(ICr)的提高,(Ti1-xCrx)N薄膜中的Cr含量增加,Cr含量与ICr/ITi存在着线性关系;Cr含量越高,(Ti1-xCrx)N薄膜的高温抗氧化性能越好;(Ti1-xCrx)N薄膜的氧化热力学温度均高于TiN薄膜,表明Cr的加入明显提高了薄膜的氧化热力学温度.
关键词:
Cr含量
,
(Ti1-xCrx)N薄膜
,
高温氧化行为
,
热分析
