严靖博
,
高义民
,
梁龙
,
野召忠
,
李烨飞
,
陈威
,
张建军
稀有金属材料与工程
通过扫描电子显微镜( SEM)、X光电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了稀土元素的添加对H-P40合金抗高温氧化能力的影响.1100℃氧化120 h后增重最小的试样(HP40+Y)单位面积增重约为16.24 g/m2,远低于未添加稀土元素试样在相同条件下的氧化增重( 36.45 g/m2),表明稀土元素的添加有效提高了合金的抗氧化能力.对试样氧化膜内部组成结构的分析发现,添加稀土元素后氧化膜表面存在一层完整的尖晶石氧化物,而未添加稀土元素的试样氧化后表层尖晶石不连续.另外,稀土元素促进了硅的内氧化,这种内氧化产物钉扎基体,增大了氧化膜与基体的接触面积,改善了氧化膜与基体界面的结合强度.
关键词:
稀土元素
,
高温氧化
,
HP40合金
,
内氧化
闵婷
,
高义民
,
李烨飞
,
杨莹
,
李瑞涛
,
谢小军
稀有金属材料与工程
采用基于第一性原理的密度泛函理论,计算了3种碳化铬的晶格常数、电子结构、弹性模量、理论硬度和德拜温度等.结果表明,Cr3C2,Cr7C3和Cr23C6的化学键均为共价键、离子键和金属键组成的混合键；Cr3C2的热力学和力学稳定性均最高；Cr3C2,Cr7C3和Cr23C6的理论硬度值分别为20.9,18.3和13.2 GPa,这与近期的实验研究结果十分相近.此外,本研究预测了3种碳化铬的德拜温度.
关键词:
第一性原理
,
力学性能
,
德拜温度
,
电子结构
王国亮
,
高义民
,
李烨飞
,
杨莹
,
孙良
稀有金属材料与工程
采用基于第一性原理的密度泛函理论计算了硼化钛的稳定性、电子结构、弹性模量、各项异性参数和低温热容等.计算结果表明,硼化钛的成键包含金属、共价和离子键,Ti2B的金属性最强,而TiB2的共价性最明显;其中TiB_ Pm3m与TiB_F43m分别为热力学与力学失稳结构,而TiB2的稳定性最佳,TiB2的体模量、剪切模量和杨氏模量分别为251.4,260.1和564.6 GPa,显著高于其他硼化钛.B/G值表明,TiB2的韧性差,从而限制了其作为切削工具或耐磨部件的应用.因此,认为要获得良好的韧性与耐磨性,应设计制备TiB2基复合材料.
关键词:
第一性原理
,
稳定性
,
弹性性能
,
低温热容
李烨飞
,
高义民
,
王必辉
,
史芳杰
,
邸小波
稀有金属材料与工程
采用负压铸渗工艺研制具有颗粒增强耐磨复合层的高铬铸铁基复合材料,分别通过XRD、EDX等分析手段研究了复合材料界面的成分特点和物相组成.WC-TiC-Co增强颗粒均匀分布于复合层中,且基体与增强颗粒界面为冶金结合.由于增强颗粒的部分溶解以及W、C、Ti、Co、Fe、Cr等元素的互扩散,在复合材料界面区域形成了含有Fe、W、Co等元素的多种化合物.考察了所研制复合材料的耐磨性.
关键词:
复合材料
,
界面
,
负压铸渗
,
耐磨性
郑开宏
,
高义民
,
李烨飞
,
汤姝莉
,
史芳杰
,
孙良
稀有金属材料与工程
以铸造碳化钨颗粒(Cast Tungsten Carbide Particle,CTCp)与还原铁粉为原料,采用松装烧结工艺制备具有蜂巢状结构的多孔陶瓷预制体;通过铸渗法制备了CTCp/Cr26铁基表层复合材料;采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针等手段分析了预制体和复合材料的显微组织.结果表明:高温烧结过程中还原铁粉中的Fe与CTCp中的W2C发生反应,在CTCp表面形成了烧结壳层,壳层内侧的物相组成为WC+Fe3W3C,壳层外侧的物相是Fe3W3C;壳层相互连接使预制体具有较高强度,铸渗过程中高强度的预制体能够抵抗高温液态金属的热冲击,从而保证了复合材料中预制体的蜂巢状结构;制备的复合材料中CTCp与金属基体的界面形成明显的过渡层,过渡层的物相组成为WC+Fe3W3C,过渡层的形成是烧结壳层在高温金属液中发生溶解与析出的结果.
关键词:
复合材料
,
界面
,
预制体
,
铸渗
刘广柱
,
邢建东
,
马胜强
,
王怡然
,
马胜超
,
李烨飞
稀有金属材料与工程
利用旋转盘技术研究了Fe2B排布方式及间距对定向凝固Fe-3.5B合金耐锌液冲蚀性能的影响,并分析了冲蚀界面形貌.结果表明,冲蚀过程中Fe2B平行于锌液流动方向的试样(横向试样,记Fe2B//),其冲蚀率随冲蚀时间的延长快速降低,而Fe2B垂直于锌液流动方向的试样(纵向试样,记Fe2B⊥),冲蚀速率降低缓慢.当Fe2B间距为3.67μm时,平行试样冲蚀率最小,而Fe2B间距为1.87 μm时,垂直试样冲蚀率最小.横向试样表现出“界面钉扎”效应,极大地抑制锌液冲蚀损伤.
关键词:
定向凝固
,
流动锌液
,
冲刷腐蚀
,
Fe2B
,
界面形貌
侯书增
,
鲍崇高
,
李烨飞
稀有金属材料与工程
以铸造碳化钨(WC/W2CP)为增强颗粒,利用真空熔烧工艺制备了一种结构增韧的金属基复合材料.利用SEM,EDS,显微硬度测试和图像分析等手段研究了WC/W2CP表面改性前、后复合材料中颗粒增强区域(WC/W2CP-NiCrBSi)的微观组织结构和性能;利用环-盘式磨损试验机研究了WC/W2CP表面改性对复合材料在室温和600℃时的磨料磨损性能的影响.结果表明,经表面改性后WC/W2CP在NiCrBSi基体中的分解得到了有效抑制,颗粒内部WC/W2C共晶组织的含量与未改性的颗粒相比提高了1.6倍.以表面改性的WC/W2CP为增强颗粒能显著降低复合材料在室温和高温时的磨损率.在600℃时磨损表面形成了层状结构的保护膜,致使复合材料的磨损率低于室温时的磨损率.
关键词:
金属基复合材料
,
磨损
,
铸造碳化钨
,
表面改性
侯书增
,
鲍崇高
,
李烨飞
稀有金属材料与工程
为了抑制铸造碳化钨颗粒(WC/W2CP)在复合材料制备过程中的过度分解,利用SEM、EDS和XRD等测试手段对WC/W2CP在NiCrBSi合金中的分解机理及其表面改性渗碳处理进行了研究.结果表明,铸造碳化钨由WC和W2C两相组成,在NiCrBSi合金中WC相比W2C相具有更好的化学稳定性.在熔烧法制备WC/W2CP增强NiCrBSi基复合材料涂层的过程中,基体熔液和WC/W2CP发生元素互扩散;WC/W2CP中的化学稳定性差的W2C相与从基体熔液中扩散过来的Ni、Cr等元素反应生成了富W、Ni的碳化物,而化学稳定性好的WC相几乎完整的保留下来;基体中的Ni、Cr元素与从WC/W2CP中扩散过来的W、C元素形成了富W、Ni、Cr的碳化物在凝固过程中析出.经渗碳表面改性后,WC/W2CP表面形成了化学稳定性好的WC壳层,该壳层能有效抑制WC/W2CP在基体中的扩散分解,减少基体中碳化物的析出.
关键词:
渗碳处理
,
分解机理
,
铸造碳化钨
,
NiCrBSi
