材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

硬质合金基体微织构对TiAlN涂层摩擦性能的影响

冯爱新 , 何叶 , 杨润 , 薛伟 , 曹宇鹏 , 李峰平 , 田良 , 谢华锟 , 陈云

采用光纤激光在硬质合金表面进行了激光微织构工艺(不同微凹坑直径、深度及织构密度),利用PVD法对微织构后的硬质合金表面进行TiAlN涂层沉积.在不同速度下(0.02 m/s和0.04 m/s)进行了摩擦磨损实验,对比分析了不同织构的摩擦系数,利用扫描电镜研究了表面磨损形貌,电子天平测量磨损量,并进行了磨损机理分析.结果表明,基体微织构后涂层表面的摩擦系数比基体无织构的摩擦系数稳定,微织构直径对基体涂层的摩擦磨损性能影响较大.基体微织构后的涂层具有较好的减摩效果.

关键词: 硬质合金 , 激光微织构 , TiAlN涂层 , 摩擦学性能

304不锈钢表面激光熔覆Ni60/石墨/MoS2复合涂层组织

冯爱新 , 吕豫文 , 王术新 , 薛伟 , 裴绍虎 , 章正刚 , 曹宇鹏 , 李峰平

材料热处理学报

针对国内核电站再热双阀组阀杆表面乙炔气堆焊CoCrW制备耐磨焊层无法满足60年服役寿命要求的问题,在阀杆材料(304不锈钢)表面激光熔覆Ni60/石墨/MoS2复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度检测等技术研究了熔覆层组织结构、相组成、显微硬度.结果表明,试样C2熔覆层从底部到顶部,熔覆层晶体依次为:平面晶、胞状晶、胞-树枝状晶、柱状树枝晶、等轴树枝晶,且平均硬度最高,为990 HV0.3.随着激光功率的升高,各类熔覆层硬度的波动幅度逐渐减小,硬质相的分布也随之越来越均匀.

关键词: 激光熔覆 , 304不锈钢 , 复合粉末涂层 , 微观组织

激光熔覆对304不锈钢表面摩擦磨损性能的影响

冯爱新 , 陈风国 , 裴绍虎 , 薛伟 , 章正刚 , 吕豫文 , 庄绪华 , 印成

材料热处理学报

采用激光熔覆对304不锈钢表面处理得到不同的熔覆层,研究了激光功率和粉末成分对涂层磨损量以及摩擦系数的影响.利用CETR UMT-2型摩擦磨损试验机进行干滑动磨损试验,采用SURFCOM 130A型粗糙度仪扫描熔覆层表面磨痕,采用ESM及EDS观察磨损表面形貌,分析其磨损形式.结果表明:C类涂层(Ni60:92％,C;2％,MoS2:6％)在1.8 kW激光下制备的涂层C2的磨损量为1.452×10-2 mm3,相对耐磨性达到基体的6.39倍,磨损形式主要为疲劳磨损,伴随轻微磨粒磨损;E类涂层(Ni60:92％,C:6％,MoS2:2％)在2.0 kW激光下制备的涂层E3的磨损量仅为0.925 × 10-2 mm3,耐磨性最好,磨损形式主要为磨粒磨损;添加润滑相的E3涂层的摩擦系数高于C2,但是在整个实验过程中比较稳定;磨损特性的改善表明石墨与MoS2之间有良好的协同效应.

关键词: 激光熔覆 , 摩擦磨损 , 激光功率 , 粉末成分 , 磨损机制

铝箔吸收层厚度对激光诱导AZ31B镁合金冲击波的影响

冯爱新 , 毛加成 , 程宝义 , 印成 , 曹宇鹏 , 章正刚 , 吴浩 , 张华夏 , 陆金花

材料热处理学报

为分析不同厚度的铝箔吸收层对激光在AZ31B镁合金薄板背面诱导的高应变率冲击波的影响,采用聚偏氟乙烯(PVDF)贴片传感器与数字示波器对强激光诱导的冲击波进行测量,利用测得的不同厚度吸收层下的压电波形,计算转换得到相应的冲击波压力波形.结果表明:铝箔吸收层厚度分别为100 μm、200 μm、300 μm时,激光冲击波压力峰值随着吸收层厚度的增加而降低,冲击波第一个脉冲的脉宽随着吸收层厚度的增加而时间增长,即维持较高压力作用的时间增长;吸收层厚度为100 μm时试样表面存在烧蚀损伤现象,吸收层厚度为300 μm时,吸收层未完全气化,吸收层厚度为200 μm时,冲击波作用的综合优势明显,吸收层过薄或过厚对冲击效果不利.

关键词: 激光冲击波 , 铝箔 , 吸收层 , 激光烧蚀 , 压力波形

2024铝合金薄板激光冲击波加载的实验研究

冯爱新 , 聂贵锋 , 薛伟 , 曹宇鹏 , 徐晓翔 , 李彬 , 施芬

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00577

采用高功率激光束单次冲击3种厚度(1.3 mm,1.7 mm,2.1 mm)的2024铝合金薄板靶材,利用STSS-1应力检测模块采集靶材背面应变片的动态与静态应变信号,并用XRD技术检测了靶材表面残余应力.建立了2024铝合金薄板靶材激光冲击波加载模型,并利用该模型描述了靶材内部应力波结构及传播规律,解释了冲击区域残余拉应力产生的原因.结果表明,激光冲击2024铝合金薄板靶材时,激光诱导的冲击波和约束层对冲击波的反射波透射到靶材内部各部位的应力波具有不同的特性和强度变化规律.激光功率密度远超出2024铝合金最佳激光功率密度范围和靶材厚度较薄这2个条件同时存在是冲击区域残余拉应力产生的根源所在.

关键词: 激光冲击波 , 应力波 , 动态应变 , 2024铝合金

QT600球墨铸铁激光淬火相变层残余应力测试研究

冯爱新 , 孔德军 , 张永康 , 鲁金忠 , 葛涛 , 任旭东

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.02.020

利用CO2激光器对QT600球墨铸铁进行了激光淬火处理试验,用X-350A型X射线应力仪测定QT600激光淬火后的表面及其断面残余应力规律,分析了QT600激光淬火后的残余应力形成机理.试验结果表明,在CO2激光工艺参数为输出功率P=800-1200W、光斑直径φ=3.5-4.0mm、扫描速度V=6-8mm/s的条件下,QT600激光淬火后的残余应力均为压应力,其值在-250MPa以上.在QT600材料表面及断面上测定了Ψ=0°、45°和90°方向上的残余应力,其值的变化范围小,表明淬火后材料组织结构比较均匀,无明显织构,有利于提高材料的使用寿命.

关键词: QT600球墨铸铁 , 残余应力 , 激光淬火 , X射线衍射

激光冲击处理对Ti6Al4V力学性能的影响

任旭东 , 张永康 , 周建忠 , 冯爱新 , 鲁金忠

功能材料

通过对钛合金Ti6Al4V的激光冲击处理,研究了激光冲击处理工艺对钛合金Ti6Al4V力学性能的影响.实验表明:激光冲击处理能有效提升Ti6Al4V的力学性能,在激光功率密度由1.15GW/cm2增加到2.31GW/cm2过程中,其冲击波峰值压力线性增加,表面最大残余压应力也相应增大,最高达-264MPa,表面硬化层的显微硬度高达510Hv,硬化层深度约为0.25mm,经过激光冲击处理后硬度相对于原始钛板提高了64%,随着激光能量的增加,冲击区域的抗拉强度极大增强,塑性降低.

关键词: 钛合金Ti6Al4V , 激光冲击 , 力学性能

基于CO2激光热效应的喷塑涂层界面结合强度研究

孔德军 , 张永康 , 鲁金忠 , 冯爱新 , 陈志刚

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.01.018

用CO2脉冲激光扫描AISI304-喷塑涂层的表面,分析喷塑涂层的破坏特征和断裂行为,研究了激光热效应下喷塑涂层的结合强度.结果表明,可用吸收的激光能量定量地表征涂层和基体之间的结合强度,聚烯烃喷塑涂层-AISI304的理论结合强度为19.9 MPa,当涂层中塑料与基体的溶度参数相近时,涂层与基材的结合界面附着力较强.

关键词: 材料表面与界面 , 喷塑涂层 , 激光热效应 , 结合强度