刘庆辉 作品数:12 被引量:39 H指数:4 供职机构: 江苏大学 更多>> 发文基金: 江苏省科技计划项目 科技型中小企业技术创新基金 江苏省产学研前瞻性联合研究项目 更多>> 相关领域: 金属学及工艺 一般工业技术 冶金工程 更多>>
添加Cu对Ti-16.28Si合金高温抗氧化行为的影响 被引量:2 2018年 选用Ti、Si、Cu粉末通过高能球磨-冷压-无压烧结制备了Ti-16.28Si和Ti-15.46Si-5Cu两种合金,并在800,900,1000℃空气中对其进行高温氧化试验。利用SEM、EDS及XRD对烧结和氧化试样的表面及横截面形貌、物相组成进行分析,以研究合金的氧化机制。结果表明:两种配方试样烧结之后主要含有Ti、Ti_5Si_3、Ti_5Si_4相,加Cu配方出现Cu_3Si相;加Cu后致密度升高。高温氧化80h后,氧化试样的主要物相为TiO_2,还含有少量的SiO_2、Ti_3O_5、TiO、CuO或Cu_2O相。Ti-16.28Si合金在900℃时氧化膜表层基本上全是金红石TiO_2,抗氧化性能最好,平均氧化速度k^+值约为0.521,达到抗氧化等级。800℃下,添加Cu显著改善Ti-16.28Si合金的抗氧化性能,其平均氧化速度k^+值约为0.623,也达到抗氧化等级;在Cu含量为5%(质量分数)时其平均氧化速度仅为Ti-16.28Si合金的57.8%。但在900和1000℃下,添加Cu降低了合金的抗氧化性能。 刘庆辉 许晓静 戈晓岚 吴桂兰 仲奕颖 何星华 韩天 陈洋关键词:球磨 高温氧化 氧化动力学 抗氧化性能 TC4钛合金表面激光合金化制备Ti-Si涂层 被引量:6 2017年 以Ti、Si单质元素混合粉末为原料,采用激光合金化技术在钛合金表面成功制备出了Ti-Si合金涂层。分析了涂层的组织形貌、成分和物相组成,测试了涂层的显微硬度及与YG6在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在合适的激光合金化参数下制备的Ti-Si涂层整体均匀致密,无裂纹且与TC4基体呈良好的冶金结合;涂层组织主要由针状的α-Ti基体和网状分布的Ti_5Si_3/β-Ti共晶体(室温下为Ti_5Si_3/α-Ti)组成;自下而上涂层组织细化,硬度HV在6600~7300 MPa之间,与TC4钛合金相比,平均摩擦系数降低(0.39 vs 0.45),耐磨性提高2.4倍。 吴桂兰 许晓静 戈晓岚 陶俊 刘庆辉 仲奕颖 何星华关键词:TC4钛合金 激光合金化 耐磨性 Cu元素对Ti-16.28Si合金在900℃下氧化机制的影响 2017年 采用高能球磨-冷压-真空烧结工艺制备了Ti-16.28Si、Ti-15.46Si-5Cu和Ti-14.65Si-10Cu 3种合金,并在900℃下空气气氛中对其进行高温氧化实验。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)对烧结和氧化后合金样品的形貌、微区成分及物相组成进行分析,研究Cu元素对Ti-16.28Si合金在900℃下氧化机制的影响。结果表明:烧结后3种样品中主要含有Ti、Ti5Si3、Ti5Si4相,含Cu元素的样品中则出现了Cu3Si相且致密度随Cu含量升高而升高。900℃下氧化80 h后,合金样品表面的主要物相为Ti O2,同时含有少量的Si O2、Ti3O5、Cu O或Cu2O等相。3种合金中,Ti-16.28Si合金的氧化膜表层基本上都是Ti O2,抗氧化性能最好;其余2种合金的抗氧化性能稍低,Cu元素的加入降低了合金在900℃下的抗氧化性能。 王亚 汝金明 周玉华 许晓静 刘庆辉 王月美 史晓东关键词:相组成 高温氧化 抗氧化性能 TC4钛合金表面激光合金化Ti-Al-Nb涂层的研究 被引量:9 2017年 以钛铝铌单质元素球磨混合粉末为原料,采用激光合金化技术在TC4钛合金表面成功制备出Ti-Al-Nb合金涂层。分析了涂层的物相组成、组织形貌及成分、显微硬度,并利用YG6球对磨来测试涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在激光功率P=1.8 k W,扫描速度V=5 mm/s,光斑直径D=2 mm下制备的涂层整体均匀致密、无裂纹,与TC4基体呈良好的冶金结合;涂层组织主要由Ti_3Al、AlNb_2、α-Ti 3种物相组成;Ti-Al-Nb涂层的显微硬度值沿层深方向呈平缓的梯度分布,平均硬度(HV)为5970 MPa,比TC4基体(3600 MPa)提高了66%;涂层平均摩擦系数为0.33,比TC4钛合金(0.45)降低了27%;涂层的磨损体积为0.044 mm3,耐磨性是钛合金基体(0.130 mm^3)的2.95倍。 戈晓岚 仲奕颖 许晓静 陶俊 刘庆辉 吴桂兰 何星华关键词:TC4钛合金 激光合金化 摩擦磨损性能 TD处理42CrMo合金钢制备多孔碳化钒(VC)层 2017年 利用TD盐浴法,在42Cr Mo合金钢表面制备多孔碳化钒层,并探究多孔结构的形成机理。设计4%、6%、8%、10%和12%五种不同质量分数Al含量的盐浴剂。采用SEM、EDS、XRD和显微硬度计等,对950℃×4 h渗钒后试样的渗层形貌、横截面、成分、表面硬度和盐浴剂粉末进行检测分析。结果表明:4%和12%Al含量的盐浴剂会严重腐蚀材料基体,表面未生成VC层;6%,8%和10%Al含量的盐浴剂可在基体表面生成多孔状VC层,厚度分别为8,8和6μm,渗层维氏硬度在950~1 150,约为基体硬度(450)的2.5倍;VC层的生长过程为:微量的V原子进入基体,使奥氏体中C原子的固溶度降低,溢出的C原子聚集在晶界处并沿着晶界向外迁移,从而与盐浴剂中的V原子生成VC晶粒,进而在晶界处形成"凸"型VC形貌,多孔组织结构也随之形成;随Al含量增加,VC晶粒择优向I(200)晶面生长,孔洞尺寸逐渐增大。 杨松 韩天 许晓静 阮鸿雁 戈晓岚 何志盛 刘庆辉关键词:盐浴渗钒 TC4钛合金盐浴硼氧共渗剂的成分 被引量:2 2015年 通过对TC4钛合金进行盐浴硼氧共渗试验,比较分析几种盐浴硼氧共渗剂。采用扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD),观察渗层表面形貌和物相,用维氏硬度计测量渗层表面显微硬度,测试与YG6球在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能,并采用化学热力学分析盐浴硼氧共渗机理。结果表明单一硼砂型(Na_2B_4O_7)共渗效果不理想,表面组织疏松,显微硬度为584.7HV;硼砂—铝粉型渗层表面组织呈块状和球形颗粒状,主要由TiB_2、TiB_(12)、Ti_2B5_、Ti3Al和TiO_2相组成,表面显微硬度提高了71.5%(631.8HV),有一定的共渗效果;硼砂—碳化硅型渗层表面组织均匀,主要有TiB_(12)、Ti_2B_5、TiB_(25)、TiO_2和TiC相,表面显微硬度提高了84.1%(677.4HV),共渗效果显著;氯化钠—氧化硼—碳化硼型渗层表面组织致密,有团聚现象,主要有TiB、TiB_2、TiB12、TiO_2和TiC相,表面显微硬度提高了80.1%(664.9HV),共渗效果明显。组分盐浴硼氧共渗可以显著改善TC4钛合金的耐磨性能。 郑刚 许晓静 宋振华 戈晓岚 刘庆辉 吴桂兰 仲奕颖关键词:TC4钛合金 化学热力学 TC4钛合金表面激光合金化Ti-Si-C涂层的研究 被引量:12 2016年 以Ti-Si-C单质元素混合粉末为原料,采用激光合金化技术在TC4钛合金表面成功制备出Ti-Si-C合金涂层。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计以及摩擦磨损试验机,分析了涂层的组织形貌、成分和物相,测试了涂层的显微硬度及与YG6在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在激光功率P=2.0 k W,扫描速度v=9 mm·s^(-1),光斑直径D=2 mm下制备的涂层整体均匀致密、无裂纹,与TC4基体具有较高的冶金结合性;涂层组织主要由α-Ti基体、网状分布的Ti_3Si C_2,Ti_5Si_3/β-Ti共晶体(室温下为Ti_5Si_3/α-Ti)和弥散分布的Ti C相组成;Ti-Si-C涂层的显微硬度值沿层深变化比较平缓,平均硬度为HV 649,比TC4基体(HV 360)提高了80%;涂层平均摩擦系数为0.38,比钛合金基体(0.45)降低了16%;涂层的磨损体积为0.048 mm^3,耐磨性是钛合金基体(0.13 mm^3)的2.71倍。 刘庆辉 许晓静 戈晓岚 何星华 陶俊 仲奕颖关键词:TC4钛合金 激光合金化 摩擦磨损性能 Ti-8Si-1.4Zr-xY2O3合金高温氧化行为的研究 被引量:2 2018年 采用“机械合金化-冷压成形-真空烧结”技术制备了Ti-8Si-1.4Zr,Ti-8Si-1.4Zr-0.1Y2O3和Ti-8Si-1.4Zr-0.3Y2O33种合金(%,质量分数),利用扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对烧结和氧化试样的表面及横截面形貌、物相组成进行分析,并对比了3种合金在700,800和900℃高温下的抗氧化性能来研究氧化机制。结果表明:添加Y2O3能显著提高Ti-8Si-1.4Zr合金的抗氧化性能,减小氧化层厚度,随氧化温度升高氧化膜逐渐增厚,氧化产物尺寸增大,呈朝棱柱状形态生长趋势。700℃下,所有合金都达到完全抗氧化等级,但添加Y2O3后平均氧化速度大幅降低,抗氧化性提升;800℃下,仅有Ti-8Si-1.4Zr-0.1Y2O3配方合金达完全抗氧化等级;900℃下,所有配方合金都在抗氧化等级以内。各配方合金氧化膜组成稍有不同,但氧化膜基本上由表面TiO2氧化层、TiO2与SiO2构成的复合氧化层构成,其中各氧化层中可能还包含部分TiO,Ti2O3和Ti3O5等低价态钛的氧化物以及少量ZrO2或(Ti,Zr)O2相氧化物。 韩天 许晓静 戈晓岚 仲奕颖 刘庆辉 陈婷卓关键词:TI-SI 高温氧化 Y2O3 粉末冶金 Ti-8Si-xZr-yY_2O_3合金的摩擦磨损性能研究 被引量:3 2018年 选用Ti,Si,Zr单质元素和纳米Y_2O_3粉末高能球磨-冷压烧结制备Ti-8Si、Ti-8Si-0.7Zr、Ti-8Si-1.4Zr和(质量分数,%)4种合金。利用SEM和EDS对烧结合金组织与成分进行分析,测试其硬度和摩擦系数、耐磨性等摩擦磨损性能。结果表明:4种试样烧结之后主要由相、Ti(Si)固溶体及Ti(Si、Zr)固溶体组成。Zr及Y_2O_3是通过改变高硬度的等物相的含量以及固溶体比例而起到弥散强化或固溶强化效果,改变其显微硬度;合金的显微硬度最大,其数值(约13770MPa)比Ti-8Si合金(10200MPa)提高了约35%。Ti-8Si合金(0.365)的摩擦系数最低,但Ti-8Si-1.4Zr(0.504)与相比,添加0.1%Y_2O_3后摩擦系数降低了约26%。添加Zr元素虽然提高了摩擦系数,但可以降低其磨痕宽度,一定程度上改善Ti-8Si合金的耐磨性;同时,合金的磨痕宽度最小,耐磨性最佳,Y_2O_3能够显著提高合金的耐磨性能。4种合金的磨损都以疲劳磨损为主,伴随着磨粒磨损和氧化磨损。 戈晓岚 韩天 许晓静 刘庆辉 吴刘军 仲奕颖关键词:显微硬度 耐磨性 TC4钛合金表面激光熔覆含La_2O_3的F101镍基涂层 被引量:7 2017年 以F101镍基自熔性合金粉末和含氧化镧(2%,质量分数)的F101镍基自熔性合金粉末为原料,在合适的激光熔覆参数下,在TC4钛合金表面制备了F101镍基合金涂层及F101+2%La_2O_3镍基合金涂层,对比分析了2种涂层的宏观形貌、相组成、微观组织、显微硬度及与YG6在干摩擦磨损条件下摩擦磨损性能。结果表明:稀土La2O3的添加有效提高了F101镍基合金粉末对激光辐照能量的吸收率;涂层形成更多富Ti物相,组织更加均匀致密;虽然基材元素扩散到涂层中一定程度上降低了涂层的硬度和耐磨性,但与TC4钛合金相比,涂层仍具有较低的摩擦系数(0.41 vs 0.45)和较高的耐磨性(TC4的2.89倍)。 何星华 许晓静 戈晓岚 陶俊 仲奕颖 刘庆辉 吴桂兰关键词:TC4钛合金 激光熔覆 镍基合金 LA2O3 摩擦磨损性能