表面强化

摘要： 焊接技术以其成本低、工艺简单等优点被广泛应用于结构和构件的制造。但是,焊接过程通常会对焊接件施加残余拉伸应力,这往往会对焊接接头的疲劳性能等造成不利影响。表面强化技术可以显著改善材料的力学性能。综述了辊轧、高频冲击、喷丸法、激光冲击以及超声冲击法等对焊接接头性能的影响,并对其发展方向进行了展望。

摘要： 机械零部件的摩擦磨损主要发生在材料表面,约有80%的零件工作失效是由表面磨损造成的。摩擦磨损增加了材料和能量的损耗,降低了可靠性和安全性。使用激光熔覆技术在基体表面制备高熵合金涂层的方法,能够使涂层与基体实现良好的冶金结合,以达到提升表面耐磨性能的目的。影响高熵合金涂层耐磨性的因素主要有涂层材料的力学性能,如硬度、塑性和韧性;熔覆过程中产生的缺陷,如表面粗糙不平、气孔和裂纹;摩擦工况,如高温环境和腐蚀环境。本文分析总结了激光熔覆高熵合金涂层的耐磨性影响因素及强化机制。首先,阐明了激光工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径)和后处理工艺(热处理和轧制)对涂层质量及性能的影响;其次,概述了组元元素选择、高温环境和腐蚀环境对涂层耐磨性的影响;最后,对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题进行归纳分析,并对未来的发展趋势进行了展望,如基于远平衡态的材料设计理论研发新材料、利用电场-磁场协同或激光-超声振动复合等新工艺提升涂层耐磨性等。

摘要： 为了评价多种表面强化工艺对汽轮机叶片的适用性,采用层次分析(AHP)法,以表面质量、表面性能和经济适用性为准则层,以14种重要评价指标为指标层,建立汽轮机叶片表面强化工艺评价体系,依次对准则层和指标层各参数进行赋权。以热喷涂工艺为基准,运用普氏矩阵(Pugh Matrix)方法,对多种表面强化工艺和传统叶片防水蚀技术进行横向对比,将对比结果的最优工艺再次作为基准,进行2次对比。首次对比后发现最优工艺为纯水射流,2次对比后发现,较传统的叶片防水蚀技术而言,磨料水射流、双辉等离子体渗金属、电火花沉积等新型强化技术均具有多方面的优势,优劣权重差值依次为0.073 6、-0.050 2和0.155 3。纯水射流、磨料水射流、双辉等离子体渗金属、电火花沉积等存在应用于叶片防水蚀技术上的可能。

摘要： 采用GH4169合金对1Cr17Ni2不锈钢进行激光修复试验,研究不同扫描速度对修复试样显微组织和显微硬度的影响。研究表明,熔覆层的显微组织和力学性能与扫描速度的变化密切相关。随着扫描速度的上升,熔覆层的质量与显微硬度得到了明显的改善,但扫描速度过高会对熔覆层的组织及显微硬度造成损害。当扫描速度Vs=0.012m/s时,熔覆层晶粒组织细密,熔覆层平均硬度较不锈钢基体提升了9.78%,熔覆区枝晶干中Nb元素平均质量分数回升至5.58%,Laves相平均体积分数下降至2.3%,性能与基体协调匹配,力学性能良好。修复后熔覆层组织主要由γ相、强化相γ′和γ″以及δ相组成,熔覆层晶粒组织由平行分布的柱状晶组织所组成,无明显的焊接缺陷,熔覆层与基体形成了紧密的冶金结合。

摘要： 工程机械零件及焊接结构在服役过程中常常因为表面发生磨损、腐蚀和疲劳断裂而失效,而失效形式与其表面加工质量、应力分布状态和表面性能等因素密切相关。超声冲击是一种利用超声波振动驱动冲击针高速撞击工件表面,使工件表面产生塑性变形和残余压应力的表面强化技术,具有效率高、加工精度高以及加工范围广等优势。概述了超声冲击处理技术在焊接接头处理、金属材料表面强化、激光熔覆–超声冲击复合处理以及超声冲击–化学处理复合强化等方面的研究现状及进展。在此基础上,重点综述了超声冲击处理Al、Mg合金及合金钢焊接接头残余应力、力学性能及抗疲劳性能的变化,归纳了传统金属材料以及新兴高熵合金表面超声冲击处理后的组织、微观亚结构及性能变化,总结了超声冲击对激光改性层组织性能的影响规律以及超声冲击预处理对离子渗氮/渗硫层形成及其性能的影响等。超声冲击处理明显降低了焊接接头的残余拉应力,有效提高其疲劳强度,使金属和涂层表面产生纳米化组织,显著提升材料的表面硬度、耐磨性能、耐蚀性能以及耐高温性能,从而延长工程构件的服役寿命。显然,超声冲击处理技术与表面涂层技术相结合,为工程零部件表面强化提供了新的思路。对于表面涂层,超声冲击能够在兼顾其塑韧性的前提下提升表面性能,获得更高的表面质量、更优异的耐蚀性能和耐磨性能,广泛应用在关键零部件的强化、修复、再制造等领域。另外,超声冲击层内细化的组织和大量的微观亚结构为后续化学处理提供了更多的扩散通道,起到了积极的促进作用。最后展望了超声冲击处理技术在工程结构件中的应用前景及发展方向,为其推广应用提供参考。

摘要： 通过表面超声滚压处理、渗氧处理以及复合处理对工业纯钛进行不同方式的表面强化,研究不同表面强化处理对纯钛微观组织、力学性能的改变以及对断裂韧性J;的影响。结果表明,表面强化对纯钛断裂韧性J;的作用受晶粒长大以及表面改性两个因素的影响:渗氧处理和复合处理过程中的真空热处理会导致晶粒长大,是断裂韧性提升的有利因素;而超声滚压处理、渗氧处理以及复合处理所形成的表面强化层则会对断裂韧性产生不利影响,这是由于这些表面强化层会降低裂纹扩展初期裂纹尖端的塑性区尺寸,从而导致裂纹扩展的J阻力降低,材料抗断裂性能下降。

摘要： 超声滚压表面强化技术是一种新型的材料表层后处理工艺,利用预置初始静压力和动态超声冲击力耦合的方式对材料表层进行往复加工,从而达到“削峰填谷”的光整效果,获得更深的表面纳米硬化层和有益的残余应力。首先介绍了超声滚压技术的加工原理和特点,然后从试验影响参数、数值模拟、性能应用、复合加工工艺等几个方面总结了超声滚压技术的研究进展,其中工艺参数(静压力、超声振幅、主轴转速、进给速度、进给量、滚压次数和覆盖率)的择优对材料组织与性能之间的调控效果具有明显改善作用,通过对试验研究中的工艺进行数值模拟,选取优化的工艺参数可以获得较好的材料表面完整性。重点综述了超声滚压处理对金属材料在耐磨性和耐疲劳性能等方面的改善效果,以及其他工艺辅助超声滚压技术对材料性能提升的协同调控作用,通过对超声滚压工艺参数的合理选择,能够实现材料表面纳米结构的形成、有益残余应力的转化和表面显微硬度的提升等方面的协同效果,从而改善材料的微观组织形貌、耐磨性、耐冲蚀性和耐腐蚀性等。最后总结了现有超声滚压表面强化技术存在的不足,并对今后的研究方向进行了展望,即进一步结合工程产品需求和应用领域进行技术创新,进而推动超声滚压表面强化技术的持续发展。

摘要： 目的研究喷丸(SP)及表面超声滚压(USRP)强化后摩擦系数、残余应力场及塑性应变场对TC4合金微动磨损性能的影响。方法分别对TC4合金表面进行SP及USRP强化处理,通过试验测得强化前后的表面粗糙度、残余应力以及显微硬度。基于改进的Archard磨损方程,在ABAQUS有限元软件中建立微动磨损的二维柱面/平面接触模型,借助ABAQUS中的子程序SIGINI和HARDINI分别将残余应力场、塑性应变场引入到表征微动磨损的UMESHMOTION子程序中,从而探究表面强化后摩擦系数、残余应力场以及塑性应变场对平面微动磨损性能的影响。结果原试样经SP强化后,表面粗糙度增加,而经USRP强化后,表面粗糙度得以改善。经SP和USRP强化后,试样的显微硬度分别为原试样的1.28倍和1.23倍。TC4合金经USRP处理后,最大残余应力为–550 MPa,而SP处理后为–380 MPa。引入残余应力场后,试样的磨损深度明显减少,相比原试样,USRP、SP试样的磨损深度分别降低15%、10%。引入塑性应变场后,TC4合金的磨损深度降低了约6%。结论相同载荷条件下,摩擦系数越大,磨损越严重。磨损轮廓会随着摩擦系数的增大而逐渐往外侧偏移,接触中心区域的磨损深度也随着摩擦系数的增大而越来越深。塑性形变行为会随着摩擦系数的增加而变得明显,且最终会使得塑性变形的区域变得越来越大。引入残余应力场和塑性应变场后,磨损量均会减小,残余应力的影响更为显著。通过微动疲劳试验发现,加入微动磨损作用后,试样寿命显著降低,USRP试样的抗磨损性能最显著。

摘要： 感应重熔技术近年来在零件表面强化及零件修复领域发挥重要作用。概述了感应重熔在材料表面强化方面研究内容与应用新进展,对感应重熔进行分类,并对感应重熔优势及发展潜力做了说明。目前,感应重熔在冶金、石油、能源、汽车等领域已开拓了部分应用,但由于其工艺参数不稳定和先进材料不断出现等因素,应用空间还有待进一步拓展。

摘要： 表面强化后具有梯度显微结构的材料由于其出色的力学性能受到广泛关注。从梯度显微结构的制备、对力学性能(强度–塑性、加工硬化、摩擦磨损和疲劳性能)的影响两个方面展开综述。首先,按照工艺制备原理的不同总结了金属梯度显微结构形成机理和制备方法。其次,归纳了梯度显微结构金属力学性能(强塑性、加工硬化、摩擦磨损)研究最新进展及对增强机理进行分析,同时对出现的反常试验现象进行了解释。从表面强化后形成的梯度显微结构与残余应力等方面综合分析金属材料低周、高周疲劳性能提高的原因。最后,指出目前梯度显微结构金属面临的一些问题及未来的研究方向。

摘要： 随着经济社会发展，汽车已经作为一种普通消费品进人大众生活，而日益严苛的环境形势和汽车法规对汽车节能减排提出了新的要求，各大汽车主机厂在新车型研发中使用高强度钢板的比例越来越高，我公司新开发的某SUV车型后部纵梁采用厚度1.8mm的高强度钢板，抗拉强度达到590MPA以上，而传统的冷冲压模具在应对高强度板深拉伸方面存在诸多不确定因素，导致零件处理尺寸偏差，拉毛、暗裂、扭曲，甚至开裂无法批量稳定等现象，这一系列问题的解决，除了合理的冲压工艺规划和可靠的模具结构设计以外，优良的模具材料以及先进的模具型面强化处理技术亦是决定产品优劣的关键因素。本文探究TD处理强化模具表面前后的实际效果和生产中带来的经济效益,继而总结探究高强板模具表面拉毛产生机制及通用解决方法,TD处理实施的工艺技术前提条件,以及后续模具生产维护注意事项.

摘要： 针对大模数齿圈齿面传统淬火存在许多问题,首次采用数控激光淬火技术对材料为45CrNi钢(调质状态)大模数、超大直径(m≥12,直径≥3000mm)齿圈齿面进行激光淬火工艺研究,优化了工艺参数,完成了工业化试制生产并实现了批量化生产.

摘要： 本文主要简述了作者近年来所从事的高效传热强化技术以及装备结构完整性研究,以期解决高参数工况(高温、高腐蚀、高含尘等)下节能装备既要高效低阻,又要保证安全的技术瓶颈.其中,前者通过提高传热效率,强化传热的方式加以实现,并逐步应用于太阳能吸热器和微通道反应器中,在提高能源利用效率的同时,实现余能的回收利用.而后者则在发展表面强化技术的同时,实现在役设备性能的微损分析和寿命预测,以保证节能装备在高效率下的安全生产.以此为基础,研究主要从高效传热强化(塔式太阳能吸热器传热性能研究、微通道传热流动传热特性研究)及节能装备结构完整性(表面强化技术研究、基于小冲孔试验的材料性能预测方法)两个方面展开.

摘要： 详细介绍了目前管线钢焊接接头的点蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀行为的最新研究进展,并对管线钢焊接接头腐蚀行为及机理进行了分析.概述了提高焊接接头腐蚀性能的方法措施,如表面防护、表面强化、磁处理、热处理等，并对未来的研究进行展望.

摘要： 焊接结构的失效以疲劳断裂为主,且焊接结构强度主要是由焊接接头的疲劳强度决定的.因此,改善焊接接头疲劳性能将显著提高焊接结构的整体性能.超声冲击处理是一种有效的改善焊接接头疲劳性能的表面强化技术.研究表明,该技术通过改善焊接接头几何外形,细化表层晶粒及引入有益的残余压应力可大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命.

摘要： 分别采用物理磨耗和化学增强对再生集料进行强化,研究两种强化方式后的再生集料吸水率和压碎值的变化规律,研究发现:当洛杉矶磨耗仪转动磨耗圈数为400圈及钢球数为4个时,物理磨耗强化效果最好;硅酸钠溶液能够显著降低再生集料的吸水率和压碎值,当硅酸钠溶液浓度为5％,浸泡时间为2h时,对再生集料强化效果最好.通过观察两种强化方式下再生集料新旧混凝土界面微观形貌,发现经硅酸钠溶液强化后的再生集料表面水化程度较高,新旧混凝土界面粘结性较好.

摘要： 分别采用物理磨耗和化学增强对再生集料进行强化,研究两种强化方式后的再生集料吸水率和压碎值的变化规律,研究发现:当洛杉矶磨耗仪转动磨耗圈数为400圈及钢球数为4个时,物理磨耗强化效果最好;硅酸钠溶液能够显著降低再生集料的吸水率和压碎值,当硅酸钠溶液浓度为5％,浸泡时间为2h时,对再生集料强化效果最好.通过观察两种强化方式下再生集料新旧混凝土界面微观形貌,发现经硅酸钠溶液强化后的再生集料表面水化程度较高,新旧混凝土界面粘结性较好.

摘要： 分别采用物理磨耗和化学增强对再生集料进行强化,研究两种强化方式后的再生集料吸水率和压碎值的变化规律,研究发现:当洛杉矶磨耗仪转动磨耗圈数为400圈及钢球数为4个时,物理磨耗强化效果最好;硅酸钠溶液能够显著降低再生集料的吸水率和压碎值,当硅酸钠溶液浓度为5％,浸泡时间为2h时,对再生集料强化效果最好.通过观察两种强化方式下再生集料新旧混凝土界面微观形貌,发现经硅酸钠溶液强化后的再生集料表面水化程度较高,新旧混凝土界面粘结性较好.

摘要： 分别采用物理磨耗和化学增强对再生集料进行强化,研究两种强化方式后的再生集料吸水率和压碎值的变化规律,研究发现:当洛杉矶磨耗仪转动磨耗圈数为400圈及钢球数为4个时,物理磨耗强化效果最好;硅酸钠溶液能够显著降低再生集料的吸水率和压碎值,当硅酸钠溶液浓度为5％,浸泡时间为2h时,对再生集料强化效果最好.通过观察两种强化方式下再生集料新旧混凝土界面微观形貌,发现经硅酸钠溶液强化后的再生集料表面水化程度较高,新旧混凝土界面粘结性较好.

摘要： 分别采用物理磨耗和化学增强对再生集料进行强化,研究两种强化方式后的再生集料吸水率和压碎值的变化规律,研究发现:当洛杉矶磨耗仪转动磨耗圈数为400圈及钢球数为4个时,物理磨耗强化效果最好;硅酸钠溶液能够显著降低再生集料的吸水率和压碎值,当硅酸钠溶液浓度为5％,浸泡时间为2h时,对再生集料强化效果最好.通过观察两种强化方式下再生集料新旧混凝土界面微观形貌,发现经硅酸钠溶液强化后的再生集料表面水化程度较高,新旧混凝土界面粘结性较好.

摘要： 根据本发明，提供一种预浸料，其为至少包含强化纤维和基体树脂的预浸料，其特征在于，在包含强化纤维的纤维层的单面或两面上形成有导电部，纤维层的厚度方向的体积电阻率ρ(Ω·cm)、上述纤维层的厚度t(cm)、以及配置在预浸料表面的上述导电部的平均间隔L(cm)满足以下的式(1)。t/ρ×1/L×100≥0.5···式(1)。

摘要： 本发明提供了一种强化再生表面多孔材料及其制备方法和应用、制备强化再生表面多孔材料的装置，属于表面多孔材料利用技术领域。本发明将再生表面多孔材料浸泡于碳酸盐溶液中进行预处理，得到预处理材料；将预处理材料进行烘干，得到干燥预处理材料；将微生物、微生物胶结底物和释氧剂混合，得到微生物混合料液；其中，微生物胶结底物由碳源、氮源、钙源和水混合得到；将干燥预处理材料在真空条件下浸泡于微生物混合料液中，之后将所得浸泡材料在静置条件下进行强化处理，得到强化再生表面多孔材料。采用本发明提供的方法制备的强化再生表面多孔材料孔隙率和吸水率低，强度高，质量稳定性好；将其作为骨料用于制备水泥基材料，具有自修复性能。

摘要： 本发明提供了一种强化沸腾传热的浸润性温敏自适应换热表面及其制备方法、强化沸腾传热方法，涉及强化沸腾传热技术领域，所述浸润性温敏自适应换热表面包括换热基底和置于所述换热基底上的热释电材料纳米层。本发明解决了现有方法通过材料相变来改变亲/疏水性，马氏体相变温度和低临界溶液温度一旦确定，所构成的表面都只有一对亲水和疏水态的技术问题，本发明将热释电材料作为的换热表面应用于沸腾两相换热系统中，可实现浸润性自适应温度改变，这种浸润性温敏自适应的换热表面可以利用沸腾两相换热系统中的壁面温度波动，实现汽泡扩散区的换热效率的提高和汽泡聚集区的沸腾危机的抑制，应用前景广阔。

摘要： 本发明属于表面处理技术领域，公开了一种薄壁钛产品表面局部强化用渗剂及其强化工艺。其中，按重量百分比计，渗剂包括如下组分：镍粉55～60wt％、铬粉10～20wt％，松香10～15wt％，粘结剂10～20wt％。强化工艺为：将渗剂均匀涂抹在工件带强化位置，干燥后放入真空炉，在高温条件下热扩散处理，实现镍元素和铬元素的固溶强化。本发明方法可对钛合金部件的局部或指定部位进行渗镍、渗铬处理，工艺简单，渗层质量可控性强，大大降低了传统工艺对薄壁钛产品尺寸的影响；解决了普通钛材料与瓷器发生摩擦时，留下深色擦痕等问题，满足日产使用需求。

摘要： 本发明涉及带膜的化学强化玻璃和化学强化玻璃的表面应力测定方法。本发明涉及带膜的化学强化玻璃，其包括化学强化玻璃和在所述化学强化玻璃的至少一个主面上形成的膜，所述化学强化玻璃具有彼此相对的一对主面，其中，在利用波长365nm的表面传播光对所述化学强化玻璃进行的应力测定中观测到的干涉条纹为2条以下，并且所述膜的折射率低于所述化学强化玻璃的折射率。

摘要： 本发明的目的在于提供一种陶瓷型芯表面室温强化剂及型芯表面强化工艺，其特征在于：该强化剂的组成及其重量比为，环氧树脂∶聚酰胺∶丙酮∶酒精(浓度为10～15％)＝4～6∶4～6∶4～7∶1～2，将上述原料混合后进行搅拌，使其粘度达到15～17s。该强化剂适用范围广，强化效果好，同时采用本发明所述型芯表面强化工艺强化后的型芯，其强度提高3～5倍，韧性提高2～4倍，并能显著减少压蜡时型芯的裂纹，合格率达到90％以上。本发明具体提供了一种陶瓷型芯表面室温强化剂。

摘要： 本发明提供一种表面强化的乳白玻璃餐具及表面强化的乳白玻璃的制备方法，属于乳白玻璃制造领域。表面强化的乳白玻璃的制备方法包括如下步骤：按质量百分比称取乳白玻璃原料，并混合；加热乳白玻璃原料使其熔融成玻璃液，玻璃液澄清均化后塑形成乳白玻璃半成品；乳白玻璃半成品经过退火处理获得乳白玻璃陶瓷胚体；将乳白玻璃陶瓷胚体进行表面酸洗并烘干；将经过表面酸洗的乳白玻璃陶瓷胚体进行核化晶化，得到表面强化的乳白玻璃。本方案在较低温度下制备出的乳白玻璃同时具有乳白效果和耐磨效果，且还可用于制备表面强化的乳白玻璃餐具。

摘要： 本发明的目的在于提供一种陶瓷型芯表面室温强化剂及型芯表面强化工艺，其特征在于：该强化剂的组成及其重量比为，环氧树脂∶聚酰胺∶丙酮∶酒精(浓度为10～15％)＝4～6∶4～6∶4～7∶1～2，将上述原料混合后进行搅拌，使其粘度达到15～17s。该强化剂适用范围广，强化效果好，同时采用本发明所述型芯表面强化工艺强化后的型芯，其强度提高3～5倍，韧性提高2～4倍，并能显著减少压蜡时型芯的裂纹，合格率达到90％以上。本发明具体提供了一种陶瓷型芯表面室温强化剂。

摘要： 本发明给出了一种空心玻璃微珠表面强化方法，包括以下步骤：将空心玻璃微珠放置在Na2CO3溶液中浸泡洗涤,晾干；将氢氟酸和硫酸配制成混合酸溶液；将空心玻璃微珠放入酸溶液内，使用超声波清洗机对空心玻璃微珠进行清洗；将空心玻璃微珠捞出，空心玻璃微珠冲洗至PH值中性；取硅烷偶联剂溶于水中，然后将空心玻璃微珠放入搅拌；将空心玻璃微珠捞出后放入烘箱中烘干。本空心玻璃微珠表面涂的有机硅薄膜，防止空气中的水分侵蚀，进一步提高强度。本发明还给出了一种表面强化空心玻璃微珠，使用上述空心玻璃微珠表面强化方法而得到的表面强化空心玻璃微珠。本表面强化空心玻璃微珠具有强度高、耐腐蚀等优点。

摘要： 本发明的目的在于提供一种陶瓷型芯表面室温强化剂及型芯表面强化工艺，其特征在于：该强化剂的组成及其重量比为，环氧树脂∶聚酰胺∶丙酮∶酒精(浓度为10～15％)＝4～6∶4～6∶4～7∶1～2，将上述原料混合后进行搅拌，使其粘度达到15～17s。该强化剂适用范围广，强化效果好，同时采用本发明所述型芯表面强化工艺强化后的型芯，其强度提高3～5倍，韧性提高2～4倍，并能显著减少压蜡时型芯的裂纹，合格率达到90％以上。本发明具体提供了一种陶瓷型芯表面室温强化剂。