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热处理与表面工程技术进展及其应用

2018/4/16 9:05:01 人评论 次浏览 分类:技术服务

众所周知,“热处理与表面工程”赋予材料以极限性能,赋予关键零部件以极限性能,是新材料产业和高端装备制造业的核心技术、关键技术,是发达国家的核心竞争力。随着新材料高技术及其产业的发展需求,热处理与表面工程技术发展加快,特别是在材料表面科学领域,如渗碳渗氮化学热处理、新材料微弧氧化技术、表面热喷涂、激光硬化与涂覆、以及表面复合技术等近年来取得大量优异成果,且在航空航天等工业领域获得应用。

为推动热处理与表面工程领域的学科发展和技术进步,带动新材料产业与高端制造业的更大发展。以中国工程院院士、哈尔滨工业大学周玉教授为理事长的中国热处理学会,联合亚洲诸国热处理学会,2016年11月12-14日在杭州成功举办了第5届亚洲国际热处理与表面工程会议。中国工程院院士、北京航空航天大学王华明院士,香港城市大学吕坚教授,丹麦Marcel A.J. Somers 教授、乌克兰科学院院士V. S. Kovalenko教授、D. Scott MacKenzie博士、Simon C. Tung博士、上海交通大学顾剑锋教授等在大会上作了精彩报告。

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特刊内容涉及先进的表面改性和表面涂层技术,反映和代表了当今该领域的先进水平,并在工程应用方面有新的突破。现向广大读者隆重推荐其中几篇佳作:

1

Dependence of the infrared emissivity on SiC content and microstructure of microarc oxidation ceramic coatings formed in Na2SiO3 electrolyte

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.06.166

哈尔滨工业大学刘占国、欧阳家虎和王亚明等采用微弧氧化法在高比强Ti2AlNb合金表面制备出高发射率的含SiC复合陶瓷涂层。发现Ti2AlNb合金表面微弧诱导/溶液等离子体熔凝形成的多化学键合宽光谱匹配陶瓷涂层,主要由R-TiO2、A-TiO2、Al2SiO5、SiC和非晶相组成,具有调控红外吸收与热发射特性,在航天国防热控与民用工业炉节能领域具有广泛应用前景。(zgliu@hit.edu.cn; ouyangjh@hit.edu.cn)

2

Degradation and Structure Evolution in Corrosive LiOH Solution of Microarc Oxidation Coated Zircaloy-4 alloy in Silicate and Phosphate electrolytes 

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.226

哈尔滨工业大学王亚明等人采用微弧氧化法在核反应堆包壳材料Zr-4合金表面构建出不同结构的陶瓷涂层。发现在硅酸盐电解液中制备的涂层致密均匀,经模拟溶液(LiOH)长期浸泡电化学阻抗分析证实,该致密涂层保持50天未发现腐蚀,在核反应堆包壳材料抗腐蚀防护方面具有应用潜力。(wangyaming@hit.edu.cn)

3

A novel anti-frictional multiphase layer produced by plasma nitriding of PVD titanium coated ZL205A aluminum alloy

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.09.082

哈尔滨工业大学闫牧夫等人将铝合金表面镀渗与时效热处理相结合,大幅度提高了ZL205A铝合金的表面硬度(从27HV增加到457HV)、硬化层深与力学性能。他们还发明了一种对不同铬含量钢(如40CrNi和M50NiL钢)进行离子渗氮或碳氮共渗处理获得亚稳含氮马氏体acN-(Fe,Cr)的新方法。这种亚稳含氮马氏体随离子渗氮时间的延长发生了调幅分解acN-(Fe,Cr) ThaccN-(Fe,Cr)+(Fe,Cr)N0.076,从而在表层得到高性能accN-(Fe,Cr)和(Fe,Cr)N0.076混合纳米晶层。(yanmufu@hit.edu.cn)

4

Tailoring of self-healing thermal barrier coatings via finite element method 

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.06.025

中国科学院上海硅酸盐研究所王亮等采用有限元方法研究了等离子喷涂涂层的高温自愈合行为。结合热力学计算与有限元方法优化设计了复合涂层中各层的组成、厚度与自愈合性能。发现以下因素可促进复合涂层的高温自愈合效应:(1)反应产物填充裂纹;(2)裂纹周边高压应力有助于裂纹闭合和尖端应力松弛;(3)反应产物的体积膨胀加速裂纹愈合。(l.wang@mail.sic.ac.cn)

5

Microstructure and properties of in-situ TiB2 matrix composite coatings prepared by plasma spraying

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.107

河北工业大学杨勇等以Ti和B4C为原料,采用等离子反应喷涂制备出高性能TiB2基复合涂层,主要由TiB2和TiC0.3N0.7相构成。与传统热喷涂层相比,该TiB2基复合涂层具有高的结合强度和力学性能。(yangyonghebut@163.com)

6

Effect of Mo on microstructure and oxidation of NiCoCrAlY coatings on high Nb containing TiAl alloys

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.07.026

陈瑞润等为了改善高Nb含量TiAl合金的抗氧化性能,在TiAlNbCr合金表面制备出NiCoCrAlY(Mo)涂层。发现涂层经900oC等温氧化100 h后形成致密连续的Al2O3薄膜。Mo的加入有利于提高膜/基体结合强度,界面附近扩散障碍层的形成提高了合金的抗氧化能力。(ruirunchen@hit.edu.cn)

7

Effect of nitrided-layer microstructure control on wear behavior of AISI H13 hot work die steel

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.03.185

上海交通大学顾剑锋等人研究了H13钢在以氨气为介质、550°C温度、不同时间及氮势下的气体渗氮行为。结合渗氮层的微观结构、厚度及硬度分布,揭示了渗氮层组织控制对磨损行为的影响。发现低载下由于Fe2-3N化合物层硬度高于Fe4N及α-(Fe,N)渗层,其抗磨损性能最佳,而高载下Fe2-3N化合物因脆性大易破碎剥落而恶化抗磨损性能,此时单相Fe4N层的耐磨性能更好。(gujf@sjtu.edu.cn)

8

Growth of high quality AlN films on CVD diamond by RF reactive magnetron sputtering 

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.09.036

北京科技大学李成明教授等人利用RF磁控溅射在CVD多晶金刚石上成功地制备高质量定向AlN薄膜,通过SEM、AFM、TEM、RXD等方法研究其组织结构、形貌和力学性能,研究表明这样制备的AlN薄膜致密性好、表面粗糙度低、取向集中、高硬度、高杨氏模量而且电阻率低。(chengmli@mater.ustb.edu.cn)

来源:爱思唯尔Elsevier

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