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氮化硼-莫来石复合陶瓷材料的制备及性能研究

刘孟 , 宋仪杰 , 徐国涛 , 陈华圣 , 李丽坤 , 周旺枝 , 刘黎

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2016.04.018

为了制备性能优异的双辊薄带连铸用陶瓷侧封板,以六方氮化硼和莫来石为主要原料,Y2O3、TiN、ZrO2 、AlN以及Al2O3的混合物为添加剂,采用热压烧结法(1 750~1 800℃,120 min,25 MPa,N2气氛)制备了三种不同组成的氮化硼-莫来石复合陶瓷材料,测试并分析了烧后试样的弯曲强度、硬度、热膨胀系数、物相组成和显微结构.结果表明:1)随着氮化硼含量的增加,莫来石含量的减少,氮化硼-莫来石复合陶瓷试样的弯曲强度、硬度和热膨胀系数均呈现逐渐减小的趋势.2)当六方氮化硼、莫来石和添加剂的添加质量分数分别为50%、30%和20%时,所制备氮化硼-莫来石复合陶瓷材料的综合性能最佳,其弯曲强度为287.5 MPa,硬度为162.3HV5,热膨胀系数约为4.5×10-6℃-1(室温);XRD和SEM分析显示,其主要物相为h-BN、莫来石、α-Al2O3以及SiAl4O2N4,其中基体相以氮化硼为主,莫来石为第二相,SiAl4O2N4固溶体存在于晶界处,与莫来石共同作用而赋予了材料良好的力学性能.

关键词: 氮化硼 , 莫来石 , 热压烧结 , 弯曲强度 , 维氏硬度 , 热膨胀系数 , 显微结构

烧结温度对Al-Fe-Si/Al原位复合材料组织和力学性能的影响

赵龙志 , 焦宇 , 赵明娟 , 熊光耀

兵器材料科学与工程

采用粉末冶金瞬时液相烧结法制备Al-Fe-Si/Al原位复合材料,利用XRD、SEM、EDS及电子万能压缩试验机研究了不同烧结温度对复合材料微观组织及力学特性的影响。结果表明:原位自生Al0.5FeSi0.5增强相晶粒随着烧结温度升高逐渐长大,由细针状向粒状、短棒状以及板条状转变,材料开口气孔率先降低后升高;随着烧结温度升高,维氏硬度与压缩强度呈先上升后下降的趋势,510℃时粒状、短棒状增强相弥散分布在基体上,硬度与压缩强度达到最大值,为283HV和293.4 MPa。烧结温度的升高增强了界面的结合强度,材料的界面和孔隙的综合作用决定了复合材料的性能。

关键词: 烧结温度 , 瞬时液相烧结 , 原位自生 , 微观组织 , 维氏硬度 , 力学特性

301奥氏体不锈钢薄板拉伸强度与冷轧硬度之间的关系

聂志水 , 田晓青 , 周禾丰 , 周翠兰

钢铁研究学报

为对冷轧不锈钢薄板的产品硬度控制提供指导,尝试用一个新的方法来取代试轧,既达到控制冷轧板硬度的目的,又能降低成本、提高效率。对0.99mm厚的经过退火的301奥氏体不锈钢薄板进行冷轧减薄,并进行室温拉伸试验,测量其维氏硬度。通过观察金相和利用X射线衍射,验证了应变诱导马氏体相变是导致301奥氏体不锈钢冷轧和拉伸时产生加工硬化的主要原因。试验结果表明,冷轧和拉伸有着相似的加工硬化趋势,综合拉伸与轧制试验数据,确定了拉伸强度与冷轧硬度之间的关系,实现了通过拉伸强度来得到对应应变下的冷轧硬度,具有很好的预见性。冷轧可以提高301不锈钢的强度和硬度,显著改善其力学性能。

关键词: 301奥氏体不锈钢薄板 , 冷轧 , 维氏硬度 , 加工硬化 , 应变诱导马氏体相变

超硬B-C-N化合物晶体和电子结构的第一性原理研究

张旭昀 , 张正江 , 孙丽丽 , 王勇 , 刘勇

人工晶体学报

基于第一性原理,利用密度泛函理论(DFT)在广义梯度近似(GGA)下的从头计算平面波超软赝势方法,从超硬材料BeCN2的结构(I-42d)出发,设计了B-C-N三元化合物,计算了弹性常数、声子谱、态密度、理论维氏硬度和高压下的物性变化.结果表明:四方结构B-C-N三元化合物有B2CN、BC2N和BCN2三种不同晶胞,其中BC2N力学稳定性和动力学稳定性较好.BC2N体积模量高达338 GPa,晶体结构中存在金属键,具有很强的共价键.BC2N的维氏硬度为49.0 GPa,属于超硬材料.压缩率低于超硬材料cg-CN,杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松系数均随外压的增大而增大,反映出结构的刚性、抗横向、切向及纵向形变能力增强.

关键词: 超硬材料 , 三元化合物 , 维氏硬度 , BC2N

钢表面渗硼层结构及性能

刘刚 , 李雪松 , 吴化 , 高金芝

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2008.08.001

在钢表面进行固态渗硼,渗硼温度850~950℃,时间3~5 h.采用扫描电子显微镜对渗层横断面进行表面形貌观察,X-射线衍射仪分析渗层的相结构,显微硬度计测试渗层各点的维氏硬度,并对基体及渗层进行快速磨损试验.结果表明:可获得厚度均匀的渗硼层,渗硼层主要由FeB和Fe2B两相组成,且渗层维氏硬度值最高达1 088 HV,有很高的耐磨性能.

关键词: 70#钢 , 渗硼 , 表面形貌 , 维氏硬度

时效处理对铸轧7050铝合金组织和性能的影响

王洪斌 , 马鹏程 , 赵红阳 , 蔡元华 , 张济山

材料热处理学报

采用透射电镜、X射线衍射、硬度测试等实验方法,研究了不同时效处理工艺对铸轧7050铝合金组织和性能的影响。结果表明:随着单级时效温度的升高,合金达到峰值硬度所需的时间缩短,合金的峰值硬度降低,晶内和晶界析出相也随温度的提高发生不同程度的长大;双级时效时,晶内有较多粗大的析出相,晶界析出相已不再连续且已经发生长大,晶界无沉淀带更加明显;回归再时效处理时,晶内析出相与单级时效时相比发生粗化,晶界上为断续的粗大长条状析出物,无偏析带加宽。

关键词: 时效处理 , 铸轧 , 7050铝合金 , 析出物 , 维氏硬度

热变形及工艺参数对C-Mn钢过冷奥氏体转变的影响

魏伟 , 李龙 , 杨贵玲 , 王佳夫 , 丁桦

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2004.04.016

以C-Mn钢SS400为研究对象,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了热模拟实验,测得了试验钢静、动态CCT曲线.从CCT曲线可以看出,未变形时试验钢奥氏体向铁素体开始转变温度在800~690℃之间,变形后在810~710℃之间,变形提高了Ar3点.当冷却速度比较低时(0.2~5℃/s),变形奥氏体转变后室温组织的维氏硬度值低于未变形奥氏体转变后的室温组织维氏硬度值,而当冷却速度比较高时(5~20℃/s),趋势正好相反;变形后淬火试验结果表明应变量为0.4、变形速率为1/s 时,试验钢在820℃时已经发生形变诱导铁素体相变.随着应变量的增大和变形温度的降低,原奥氏体晶界的铁素体量增多.

关键词: 热模拟 , CCT曲线 , 冷却速度 , 维氏硬度

碱性助剂对玻璃化学钢化性能的影响研究

李西川 , 孟玲 , 李振 , 梁晓峰

硅酸盐通报

本文以普通薄玻璃和KNO3为原料,采用低温离子交换法研究了KOH和K2 CO3对玻璃化学钢化效果的影响.利用X射线荧光光谱仪、维氏硬度计和扫描探针显微镜,观察了玻璃的成分变化、硬度变化和表面形貌.结果表明,在KNO3熔盐中添加KOH,破坏了玻璃的表面结构,降低了玻璃的硬度;在KNO3中添加质量比为9%的K2CO3,保温4h,维氏硬度达到672 HV.相比于纯KNO3熔剂,它可缩短2/3的钢化时间,起到了助剂作用.

关键词: 碱性助剂 , 超薄玻璃 , 化学钢化 , 维氏硬度

9Cr-ODS钢雾化合金粉的机械合金化过程

谢锐 , 吕铮 , 卢晨阳 , 刘春明

材料热处理学报

为说明在制备纳米结构氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthened,ODS)钢过程中机械合金化(Mechanical Alloying,MA)工艺参数对雾化9Cr-ODS钢预合金粉组织和性能的影响规律,利用扫描电镜、激光散射粒度分析仪、XRD和维氏硬度计研究了该钢预合金粉形貌、微观结构、维氏硬度随MA时间的变化规律.结果表明:随着MA时间的延长,雾化合金粉形貌由球状先变成不规则片状,后又变成等轴状;平均粒径先增大后又减小,在2h后达到最大;晶粒尺寸在MA的最初阶段(0~2 h)迅速减小,MA8h后减小速度明显放缓;晶格畸变随MA时间变化规律与晶粒尺寸随MA时间变化规律相反;维氏硬度增加,但MA初期上升较快,而后上升速率逐渐降低.

关键词: 氧化物弥散强化钢 , 雾化粉末 , 机械合金化 , 平均粒径 , 晶粒尺寸 , 维氏硬度

单级时效7056铝合金的显微组织与性能

蒋建辉 , 郑子樵 , 唐娟 , 李世晨

机械工程材料

通过维氏硬度和电导率测试以及透射电镜观察,研究了7056铝合金在105,120,135,150℃单级时效后的硬度、电导率及显微组织.结果表明:7056铝合金有着极快的时效响应速度,在不同温度下时效1h后,其硬度升至188~206 HV,已达到合金峰值硬度的86.9%以上;在4种单级时效温度下,合金峰时效的析出相都是以η’相为主,时效温度的变化并没有引起峰值硬度的明显变化,但会显著加快时效的析出过程;7056铝合金在105℃时效的组织演变为GP I区+η’(少量)→η’+GP Ⅰ区(少量)→η’;在120℃时为GP工区+η’+GPⅡ区(少量)-→η+GPⅡ区(少量)→η’+GPⅡ区(少量);在135℃时为η’+GPⅡ区→η’+GPⅡ区(少量)→η’;在150℃时为η’+GPⅡ区(少量)→η’+GPⅡ区(少量)→η+η’(少量).

关键词: 7056铝合金 , 单级时效 , 维氏硬度 , 电导率 , 显微组织

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