谈军
,
周张健
,
朱小鹏
,
郭双全
,
屈丹丹
,
雷明凯
,
葛昌纯
中国有色金属学报
doi:10.1016/S1003-6326(11)61286-7
采用高能球磨和放电等离子体烧结技术制备纯钨、氧化物弥散强化钨和碳化物弥散强化钨.为了评价钨在瞬态热冲击下的性能,采用强流脉冲离子束,在热流密度高达160 MW/(m2·s-1/2)的条件下对4种不同晶粒尺寸的钨进行抗热冲击试验.与商品钨相比,弥散强化钨在瞬态高热流作用下显现出不同的行为.氧化物弥散强化钨显现出较差的抗热冲击性能,这主要是由于低熔点的第二相Ti和Y2O3的引入,从而使得钨的表面发生熔融、起泡和开裂.而碳化物弥散强化钨合金则显现出较好的抗热冲击性能.
关键词:
钨
,
钨合金
,
超细晶
,
表面作用
,
热冲击
,
瞬态高热流
雷明凯
,
杨辅军
,
罗鹏
,
朱小鹏
中国腐蚀与防护学报
doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2002.02.001
高温合金循环氧化膜弯曲剥落行为等效为弹性基础梁失稳问题,利用有限元特征值屈曲分析,提出高温合金循环氧化膜弯曲剥落理论,建立了高温合金循环氧化动力学模型.Fe-Ni-Cr-Al合金高温循环氧化动力学计算结果与实验数据相符,证明了氧化膜弯曲剥落模型的正确性.
关键词:
高温氧化
,
氧化动力学
,
氧化膜
,
弯曲剥落
,
屈曲分析
张锋刚
,
朱小鹏
,
王明阳
,
雷明凯
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00228
利用离子能量为300 keV,束流密度为300 A/cm2,功率密度为108 W/cm2,脉冲宽度为70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对用于核主泵轴密封的WC-Ni硬质合金材料进行了表面辐照处理,辐照次数分别为1,5,10次.利用XRD,SEM和EPMA研究了HIPIB辐照前后WC-Ni硬质合金表层相组成、表面形貌和元素分布的变化,借助显微硬度计和环-块式磨损仪测试了辐照前后硬质合金表层的性能.结果表明,HIPIB辐照硬质合金表层发生由六方碳化物WC向fcc碳化物β-WC1-x转变,转变量随着辐照次数的增加而增加.HIPIB辐照引发硬质合金表层快速重熔和Ni黏结相的择优烧蚀,形成了许多丘状表面凸起,且随着辐照次数的增加,丘状凸起的尺寸增大,当辐照次数增加至10次,形成了网状“峰-谷”起伏结构的重熔烧蚀表面形貌,且具有微区光滑致密化特征.由于HIPIB辐照应力波的显著作用,辐照后硬质合金表层沿深度方向显著硬化,10次辐照后硬化层深度可达160 μm,表面摩擦系数降低38％,耐磨性提高近3倍.
关键词:
强流脉冲离子束
,
硬质合金WC-Ni
,
表面改性
,
耐磨性
张锋刚
,
朱小鹏
,
雷明凯
材料热处理学报
利用束流密度50 ～200 A/cm2、脉冲宽度70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对WC-Ni硬质合金进行表面辐照处理,测试了辐照WC-Ni硬质合金的微观组织和表面硬度,采用环-块式摩擦磨损试验机、SEM和EDS考察了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能及其磨损机理.结果表明,随束流密度增加,WC-Ni硬质合金表面发生重熔与Ni粘结相的选择性烧蚀,表面重熔致密化,表面硬度显著增加,摩擦系数降低、耐磨性提高,200 A/cm2辐照硬质合金表面熔层约1.6 μm,组织明显细化,表面硬度可达14.86 GPa,摩擦系数和磨损率分别降低18％和58％.HIPIB辐照使硬质合金表面磨损机制从原始硬质合金的Ni粘结相优先去除引发WC颗粒剥落去除转变为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,这归因于HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面重熔致密化及晶粒细化.
关键词:
强流脉冲离子束
,
WC-Ni硬质合金
,
摩擦系数
,
耐磨性
张锋刚
,
朱小鹏
,
雷明凯
材料热处理学报
doi:10.13289/j.issn.1009-6264.2016-X279
利用能量密度3 ～ 34 J/cm2、脉冲宽度180 ns的强流脉冲电子束(IPEB)对WC-Ni硬质合金进行了表面辐照处理.采用SEM、XRD、EPMA和显微硬度等方法研究了IPEB辐照WC-Ni硬质合金表面硬化行为.结果表明,IPEB辐照使WC-Ni硬质合金表面发生快速重熔和Ni粘结相的择优烧蚀,导致α-WC相向β-WC1-x和α-W2C亚稳相转变;IPEB辐照WC-Ni硬质合金表面出现硬化与软化现象,表面硬化归因于硬质合金表面致密化、α-W2C亚稳相的形成、Ni粘结择优烧蚀,而硬质合金表面软化则源于表面Ni含量的增加、大量3-WC1-x相的形成以及表面烧蚀孔与微裂纹等缺陷的形成.
关键词:
强流脉冲电子束
,
WC-Ni硬质合金
,
显微硬度
,
表面硬化
张锋刚
,
朱小鹏
,
雷明凯
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.01.014
为进一步提高WC-Ni硬质合金的表面耐磨性,采用强流脉冲离子束(HIPIB)对其表面进行辐照处理.利用扫描电子显微镜、显微硬度计和环-块式摩擦磨损试验机研究了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的微观组织、硬度分布和摩擦磨损性能.结果表明:HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面发生快速重熔与烧蚀,组织显著细化、致密化;随着束流密度和辐照次数的增加,熔层厚度与硬化层深度增加、摩擦因数和磨损率降低,束流密度300 A/cm2辐照10次,熔层厚度约4μm,硬化层深度可达160 μm,摩擦因数和磨损率分别降低45％和70％.辐照硬质合金表面重熔层的磨损主要表现为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,近表层冲击硬化区的磨损仍以Ni粘结相的微观磨损和WC晶粒脱落为主,但辐照应力波的长程硬化作用使硬质合金中WC晶粒与Ni粘结相之间的结合力增强以及Ni粘结相自身强化有效抑制了这类磨损.
关键词:
强流脉冲离子束(HIPIB)
,
WC-Ni硬质合金
,
摩擦因数
,
耐磨性
