【摘 要】
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采用多弧离子镀技术在M2高速钢(W6Mo5Cr4V2)表面制备TiN薄膜,利用滚动接触疲劳法对薄膜界面疲劳行为开展研究.结果表明,界面疲劳失效主要表现形式为薄膜剥落,疲劳裂纹最先萌生于膜/基界面,经一定周次后向薄膜表面偏折,最终造成薄膜剥落.界面最大剪切应力幅(Δτinter)是控制界面裂纹萌生和扩展的主要力学参量,通过Δτinter和临界疲劳周次(N)构建的评价模型可有效用于薄膜界面疲劳性能表征和寿命预估.界面疲劳性能与膜/基界面状态密切相关,利用Δτinter-N评价模型可有效辨别界面状态间的差异,采
【机 构】
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西安稀有金属材料研究院有限公司 西安 710016;西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室 西安 710049;西安稀有金属材料研究院有限公司 西安 710016
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采用多弧离子镀技术在M2高速钢(W6Mo5Cr4V2)表面制备TiN薄膜,利用滚动接触疲劳法对薄膜界面疲劳行为开展研究.结果表明,界面疲劳失效主要表现形式为薄膜剥落,疲劳裂纹最先萌生于膜/基界面,经一定周次后向薄膜表面偏折,最终造成薄膜剥落.界面最大剪切应力幅(Δτinter)是控制界面裂纹萌生和扩展的主要力学参量,通过Δτinter和临界疲劳周次(N)构建的评价模型可有效用于薄膜界面疲劳性能表征和寿命预估.界面疲劳性能与膜/基界面状态密切相关,利用Δτinter-N评价模型可有效辨别界面状态间的差异,采用辉光清洗或预制金属打底层等预处理方式均能有效提升界面抗疲劳剥落性能.选取薄膜剥落面积比为5％和50％,以及失效概率为30％、60％和90％比较发现,薄膜剥落面积比和失效概率值大小的选取不影响膜/基界面疲劳性能的判定.研究结果为镀膜轴承等零部件的疲劳性能表征和寿命预估提供了重要理论参考.
其他文献
研究了K416B合金中富W相的析出行为与合金浇注温度和凝固速率的关系.结果表明,在相同冷却速率下,合金的浇注温度由1500℃降低到1450℃时,晶粒尺寸明显减小.在不同浇注温度下,合金中均有块状α-W相在残余共晶中析出,α-W相形貌差别不大.合金的残余共晶中存在大尺寸的M6C相,而残余共晶的边缘处有小尺寸的M6C相.高凝固速率时,合金中富W相数量减少、尺寸减小,表明富W相析出受到明显抑制.对于铸造高钨镍基高温合金,选择合适的浇注温度以及保温体系加快凝固初期的冷却速率,可以控制富W相的析出和转变,从而优化合
采用电化学充氢及慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了真空渗碳热处理后20Cr2Ni4A齿轮钢的氢脆敏感性,并与常规淬火+回火处理(QT)的20Cr2Ni4A齿轮钢进行了对比.结果表明,渗碳试样渗碳层中的残余奥氏体含量(约13.8％,体积分数,下同)远高于渗碳试样心部和QT试样(约4.6％),前者主要呈多尺度的块状分布在原奥氏体晶界及板条界处.渗碳试样与QT试样中的室温可扩散性H含量相当,但前者组织中较多的残余奥氏体和渗碳体含量使得其室温非扩散性H含量明显高于后者,H扩散系数明显低于后者.QT试样呈现出优异
设计了一种管状疲劳试样,高温高压水流经试样内部,试样外部与空气接触.利用管状试样研究了316LN不锈钢高温高压水腐蚀疲劳性能,重点关注了应变速率对其疲劳性能的影响.实验结果表明,高温高压水环境降低了316LN不锈钢的疲劳强度,且疲劳寿命随应变速率降低而降低;管状试样与标准棒状试样获得的疲劳寿命相差不大,表明利用管状试样研究核电结构材料高温高压水环境疲劳性能是合理可行的.在低应变速率条件下,疲劳裂纹源区域为典型的扇形花样,呈现准解理开裂特征.疲劳裂纹扩展区为典型的疲劳辉纹特征.疲劳裂纹萌生阶段高温高压水环境
利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响,在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中腐蚀行为的影响.结果表明,冷旋锻变形量的增加可提高样品的抗氧化性能,63％变形处理使抗氧化性能略有提高,94％变形处理可显著提高抗氧化性能.相较于回火态样品,63％变形处理样品形成的氧化物仍主要为(Fe,Cr)2O3,只是氧化物颗粒尺寸略有下降;94％变形获得的超细晶样品中,不仅
采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)工艺制备了TiN/Inconel 718(IN718)复合材料,利用OM、SEM、EDS、EBSD以及XRD等手段研究了SLM成形态和不同热处理条件下TiN/IN718复合材料的微观组织和力学性能.结果表明:SLM成形态TiN/IN718复合材料中TiN颗粒与基体之间紧密结合,并形成了约为0.3μm厚的过渡层,与IN718合金相比,TiN/IN718复合材料的显微硬度和拉伸强度均有明显改善(分别提高39 HV0.2和74 MPa).
随着柔性屏、微型机电、医疗仿生、环保节能等高端产品的快速发展和迅速产业化,不同材质、规格的特种合金箔带的市场需求和质量要求水涨船高,尤其以厚度0.1 mm以内的压延箔带原材料,在微成形、微制造、微装备等高端领域不可或缺.然而,在轧制形变过程中,大宽厚比高端箔带受晶粒、织构、表面形貌、瞬态温度和力学状态的影响明显,普遍存在不同程度的尺寸效应和局部失稳现象,不仅直接影响退火组织和精整工艺制度,使箔带生产关联工序繁多,而且形状尺寸和力学性能差异大,间接影响产品质量,导致成本激增.为了从根本上解决难变形合金箔带的
基于第一性原理提出了一种纯金属热导率的高效计算方法.引入常弛豫时间近似,应用密度泛函理论(DFT)与最大局域化Wannier函数(MLWFs)方法求解金属材料的电子热导率,简化了电子热导率的计算流程;在计算声子热导率时,将Birch-Murnaghan状态方程与Debye模型引入Slack方程,提高了声子热导率的计算效率.采用本方法计算了Al、Mg、Zn 3种材料在300～700 K温度范围内的电导率和热导率,计算值与实测值吻合良好,验证了计算方法的准确性.结果表明,材料的电子和声子的结构是影响热导率的关
利用GLADIS中性粒子束辐照设备对W-ZrC(W-0.5％ZrC,质量分数)合金进行纯H中性束辐照、H+6％He(原子分数)中性束辐照.采用Doppler展宽慢正电子束分析(DB-SPBA)和SEM表征样品的空位型缺陷和表面形貌.在相同纯H中性束辐照功率与注量下,Doppler展宽结果表明,辐照表面温度为850℃时,样品中缺陷类型主要为空位与H之比较大的H-V复合体;1000℃的样品不存在缺陷损伤层,这主要是由于缺陷在高温下进行了恢复.SEM结果表明,辐照表面温度为1000℃的样品比850℃的样品表面光
采用熔渗法制备了具有微观定向W片层骨架结构Cu-W复合材料,对其力学和电学性能进行了研究,并与商用Cu-W复合材料进行了对比.结果表明,W含量(质量分数)为50％～90％时,具有微观定向结构的Cu-W复合材料的压缩强度在300～1100 MPa之间.压缩强度呈现出明显的各向异性,沿平行于W片层方向的强度高于垂直于W片层方向的强度.与商用Cu-W复合材料相比,具有微观定向结构的Cu-W复合材料在沿片层方向呈现出更高的导电特性和压缩强度,这主要与复合材料中Cu、W两相的微观定向规则排列有关.该复合材料有望用作