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CaCO3和CaHPO4·2H2O粉末配比对激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层的影响

, 林鑫 , 关泰红 , 高勃 ,

稀有金属材料与工程

使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO43(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响.研究发现,CaCO3和 DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系.HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54 的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量.由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100~300μm之间.粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量.随钙磷原子比的升高,涂层的结合强度和孔隙率随之下降,裂纹数量逐渐增加.

关键词: 原位合成 , 激光熔覆 , 羟基磷灰石 , 钙磷原子比

钛合金激光快速成形过程中缺陷形成机理研究

张凤英 , 陈静 , 谭华 , ,

稀有金属材料与工程

采用微观测试分析方法,研究了钛合金激光快速成形过程中缺陷的形成机理.结果发现,成形件内部存在两种类型的缺陷,即气孔和熔合不良.气孔形貌呈球形,在成形件内部的分布具有随机性,气孔是否形成取决于粉末材料的特性,主要是指粉末的松装密度,氧含量对气孔的形成没有影响.熔合不良缺陷形貌一般呈不规则状,主要分布在各熔覆层的层间和道间,熔合不良缺陷是否产生取决于成形特征参量是否匹配,其中最显著的影响因素是能量密度、多道间搭接率以及Z轴单层行程△Z.

关键词: 钛合金 , 激光快速成形 , 缺陷 , 气孔 , 熔合不良

工艺参数和热处理对纯钛表面激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层中物相组成的影响

, 林鑫 , 曹永青 , 胡江 , 高勃 ,

稀有金属材料与工程

使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量.结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,a-磷酸钙(a-Ca3(PO4)2,a-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和CaO逐渐减少,只剩下a-TCP和CaTiO3.与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小.当激光功率为400 W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP.将涂层在800℃下保温5 h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和a-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层.

关键词: 工艺参数 , 热处理 , 激光熔覆 , 羟基磷灰石 , 磷酸四钙

Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的激光立体成形研究

刘建涛 , 林鑫 , , 陈静 ,

金属学报

采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变、外形规则、高度为17 mm的梯度材料. 分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律. 随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α' → α+β → α+α' → α' → α+β → α+β/B2+α2 → β/B2+α2 → β/B2 →B2+ α2+O→ B2的演变过程, 实现了由$α$型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变. 硬度值HV从底部纯Ti的170连续 渐变到顶端Ti2AlNb的470. 基于钛合金富Ti区非平衡相图, 并结合Al和Nb元素在钛合金中对α, β和α2稳定性的影响分析, 对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过 程进行了解释.

关键词: 激光立体成形 , Titanium , Ti2AlNb , Functionally graded materials , Phase transformations

激光快速修复Ti-6Al-4V合金的显微组织与力学性能

薛蕾 , 陈静 , 林鑫 , 王维 , ,

稀有金属材料与工程

针对Ti-6Al-4V合金在加工和服役过程中的损伤特点,对Ti-6Al-4V合金锻件的3种典型误加工缺陷--槽缺陷、面缺陷和体缺陷进行了激光快速修复研究.激光修复区与锻件基体形成致密冶金结合,Al、V合金元素由锻件基体到激光修复区均匀分布,无宏观偏析.激光修复区组织为粗大原始β晶粒内分布细长的α针及编织细密的α+β板条组织,呈现典型的魏氏结构,热影响区组织从锻件的等轴α+转变β组织逐步过渡到魏氏(α+β)组织.对预制有3种类型缺陷的激光修复试样进行室温静载拉伸试验和硬度测试,结果表明修复试样的拉伸性能达到锻件标准(HB5224-1982).激光修复试样的硬度和强度高于锻件基体,而塑性则低于锻件基体.因此,激光修复区和锻件基体可看作是一种"强+弱"的组合,这与二者的显微组织是相对应的.

关键词: 激光快速修复 , Ti-6Al-4V合金 , 显微组织 , 力学性能

Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的激光立体成形研究

刘建涛 , 林鑫 , , 陈静 ,

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.021

采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变,外形规则、高度为17 mm的梯度材料.分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律.随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α'→α+β→α+α'→α'→α+β→α+β/B2+α2→β/B2+α2→β/B2→B2+α2+O→B2的演变过程,实现了由α型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变.硬度值HV从底部纯Ti的170连续渐变到顶端Ti2AlNb的470.基于钛合金富Ti区非平衡相图,并结合Al和Nb元索在钛合金中对α,β和α2稳定性的影响分析,对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过程进行了解释.

关键词: 激光立体成形 , 梯度材料 , Ti , Ti2AlNb , 相转变 , 微观组织 , 硬度

滚动导优化设计

胡尚权

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2003.04.012

针对攀钢线材厂粗中轧滑动导不适应优质钢生产的问题,介绍滚动导的选择和优化设计及其效果.

关键词: 滚动导 , 轧机 , 优化设计

无孔型轧制导设计

黄文初

中国冶金

山东莱芜钢铁集团公司棒材厂在开发无孔型轧制工艺过程中,设计应用了可调组合式滑动进口导装置,并对滚动进口导进行了修复改进,保证了无孔型轧制工艺的顺利实施及轧制过程稳定。可调组合式滑动进口导装置,导内腔尺寸及安装尺寸可调,适应性、共用性强,具有推广应用价值。

关键词: 无孔型轧制 , 可调 , 组合式 , 设计

提高轧机导辊寿命的研究

陈其伟

钢铁研究学报

在分析棒、线材轧机使用的Gx铸造合金导辊失效形式的基础上,对不同热处理状态的GJH-2合金和Gx铸造合金,在不同温度下的高温磨损特性进行了对比试验,并将GJH-2合金制成导辊在轧机上进行了装机试验.试验结果表明,用GJH-2合金代替Gx铸造合金制作导辊可以大幅度提高导辊的使用寿命和经济效益,GJH-2合金导辊的使用寿命是Gx铸造合金辊的16.5倍.

关键词: , 寿命 , 钢结硬质合金 , 高温磨损 , 特性

多元高铬钼铸钢导板的研制

洪桃生 , 符寒光

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2000.04.014

以Cr、Mo为主要合金元素,用Ni、Mn、Si、V、Ti合金化处理,用Y-K-Na变质处理,研制成功了性能优良的多元高铬钼铸钢,用于制作轧钢机导板,使用寿命比高镍铬合金导板提高了50%以上,成本降低30%,综合效益良好.

关键词: 高铬钼铸钢 , 微合金化 , 变质处理 ,

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