中国表面工程

Select

沃尔夫冈·铁尔曼，托比亚斯·斯布德，法比安·霍夫曼，乌苏拉·塞瓦杜拉，莱纳·齐勒克

中国表面工程. 2013, 26(3): 1-9.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解工艺对多层涂层性能的影响，针对偏置电压对涂层中残余应力以及其相应摩擦性能的影响进行了研究，并通过更改工艺参数来制备优良的涂层系统并调整其残余应力。通过磁控溅射装置利用-75~-150 V的偏置电压把Cr/CrAlN多层涂层系统沉积到热作模具钢H11上。除对涂层进行了金像分析外，还使用X射线衍射来分析了其残余应力。通过扫描电子显微镜测定涂层的结构和形态，采用纳米压痕实验和球盘摩擦实验来验证来工艺参数对力学和摩擦性能的影响。结果表明，残余应力随着偏置电压的增加而增长，并导致了更致密和更无序的微观结构。由于涂层的致密，涂层的硬度和涂层的杨氏模量也急剧增加。摩擦学性能也随着偏置电压的增高进一步受到涂层表面形态以及高残余应力和高硬度组合的综合影响。

Select

磁力研磨工艺对整体叶盘表面完整性的影响

郭龙文¹，杨能阁²，陈燕¹

中国表面工程. 2013, 26(3): 10-14.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对铣削加工对整体叶盘零件表面完整性控制不能满足使用要求的难题，利用磁力研磨所特有的柔性、自适应性、可控性等优点，研发了一种基于机器人的自由曲面磁力研磨装置，对整体叶盘零件进行加工试验。试验结果表明：经过磁力研磨后零件的表面粗糙度数值大幅度降低；铣削加工残留下来的加工纹理基本去除；原始表面上的微裂纹减弱或彻底消除；近表层原始显微组织中的变质层被部分去除；残余应力也明显减小。由此表明磁力研磨加工工艺能够提高整体叶盘的表面完整性，从而可以提高零件的疲劳强度和使用寿命。

Select

空化水喷丸诱导45钢残余应力场的数值模拟与验证

石加联¹，徐常亮¹，韩冰¹，巨东英²

中国表面工程. 2013, 26(3): 15-20.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

空化水喷丸工艺是利用淹没式空化射流中微小空泡在材料表面溃灭时产生的冲击波压力，用该压力来诱导金属零部件的表面形成压缩残余应力层，进而提高其疲劳寿命。本文依据空化水喷丸强化45钢的试验，运用ANSYS/LSDYNA软件建立非线性无弹性模型中的双线性各向同性模型，模拟了空化水喷丸工艺过程中冲击波压力和材料相互作用的动力学过程，以及形成在表层的压缩残余应力场分布规律, 讨论了本构关系、网格划分、载荷大小、加载历史等关键问题。采用不同峰值载荷的冲击波压力和多冲击波连续加载的方法，实现了对残余应力场分布的预测。利用微小部残余应力测定装置（PSPC/MICRO）对上述工艺条件诱导残余应力的大小进行测定，数值模拟的结果和X射线衍射法测得的残余应力大小和分布吻合较好。

Select

喷丸对DD6单晶合金高温疲劳性能的影响

王欣¹，尤宏德²，赵金乾¹，杨清³，汤智慧¹

中国表面工程. 2013, 26(3): 21-24.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

用陶瓷丸CZ50对DD6单晶高温合金（简称DD6单晶）进行喷丸，研究喷丸后DD6单晶的表面形貌和650 ℃旋转弯曲疲劳应力寿命曲线的变化。结果表明：喷丸消除了加工刀痕，缓和了表面应力集中；DD6单晶喷丸后疲劳极限达到486 MPa，比未喷丸的原始试样提高了19.7%。喷丸后试样疲劳源呈现小刻面状的原因是由于喷丸强化层内较大的位错密度，裂纹扩展方向在距疲劳源30～50 μm处出现变化，延长了单晶高温合金的扩展寿命。

Select

咪唑对钌化学机械抛光的影响

王婕，储向峰，董永平，孙文起，叶明富，白林山

中国表面工程. 2013, 26(3): 25-30.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用自制的抛光液，研究了在磷酸体系抛光液中咪唑（imidazole，C₃H₄N₂）浓度和pH值对钌的抛光速率的影响。采用电化学分析方法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了缓蚀剂咪唑对腐蚀效果的影响；采用原子力显微镜（AFM）观察钌片表面的微观形貌。试验结果表明：金属钌在未加入咪唑的磷酸体系抛光液中，抛光速率最高为6.2 nm/min，平均粗糙度（Ra）为10.7 nm；而在抛光液中加入咪唑后，钌的抛光速率为3.9 nm/min，平均粗糙度（Ra）降至1.0 nm。咪唑的加入，虽然降低了金属钌的抛光速率，但提高了金属钌的表面质量。同时也促进了金属钌表面钝化膜的生成，降低了金属钌的腐蚀电流值，抑制了阴极反应。

Select

纳米化对M951合金高温氧化性能的影响

王心悦^1,2，王福会²，辛丽²，朱圣龙²，韦华²

中国表面工程. 2013, 26(3): 31-39.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用磁控溅射的方法在M951铸造合金表面制备了相同成分的纳米晶涂层，研究了涂层在1 000 ℃和1 100 ℃空气中的恒温氧化行为及在1 000 ℃空气中的循环氧化行为，并与粗晶合金进行了对比。同时利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDX）和透射电子显微镜（TEM）对合金及涂层样品氧化前后的微观形貌及相组成进行了分析。结果表明：1 000 ℃ 恒温氧化后合金表面形成了连续的以Al₂O₃为主的氧化膜；1 000 ℃循环氧化及1 100 ℃恒温氧化后合金表面氧化物分层，外层为NiAl₂O₄，内层为Al₂O₃，合金中形成了富Nb的内氧化物，氧化膜发生明显开裂和剥落。而在上述所有试验条件下，纳米晶涂层表面都形成了薄而连续且粘附性好的α-Al₂O₃保护性氧化膜。纳米化促进了M951合金表面以Al₂O₃为主的氧化膜的形成，增强了氧化膜的粘附性，显著提高了合金的抗氧化性能。

Select

镁合金表面微弧氧化-溶胶凝胶复合膜层的结构及其耐蚀性

李思思^a，王维^b，吴玉锋^b，章启军^b

中国表面工程. 2013, 26(3): 40-44.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用微弧氧化和溶胶凝胶技术在镁合金表面制备复合涂层，该涂层过渡层为微弧氧化膜层，外层为SiO2溶胶凝胶层。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析技术对复合涂层成分、组织结构以及微观形貌进行了表征，并采用电化学测试方法综合分析了该复合涂层的耐蚀性能。研究表明，该复合涂层与基体结合较好，具有良好的高温稳定性，在质量分数为3.5%的NaCl溶液中腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低，表现出良好的耐蚀性。

Select

纯镁超声微弧氧化生物涂层植入体内4周的降解行为

苗波^a, 吕岩^a, 刘苗^a, 李慕勤^b, 曲立杰^b

中国表面工程. 2013, 26(3): 45-50.

摘要 ( )

可视化

研究纯镁及其超声微弧氧化生物涂层种植体植入动物股骨干内的短期降解过程。利用电化学工作站测定试样在模拟体液中极化曲线。术后4周，取兔股骨干的组织进行扫描电镜观察（SEM）及锥形束检测（CBCT）观察种植体降解状况。结果表明，纯镁与超声微弧氧化生物涂层都发生了降解，在骨组织表面及镁基体的表面几乎同时发生反应，在金属-骨界面形成紧密相邻的降解层、新生骨层，并可见少量的不连续的纤维结缔组织，超声微弧氧化镁生物涂层的腐蚀降解速率及对周围骨组织的刺激明显小于纯镁基体。纯镁基体及超声微弧氧化涂层试样周围的骨组织变化符合正常骨组织的愈合过程，超声微弧氧化生物涂层显示出更好的生物相容性及降解性。

Select

NiCrAlY共渗涂层对K417G合金拉伸与疲劳性能的影响

鲁金涛¹，朱圣龙²，王福会²

中国表面工程. 2013, 26(3): 51-57.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用两步法热扩散技术在K417G合金上制备了NiCrAlY 涂层，涂层试样的拉伸试验分别在室温与900 ℃进行，旋转弯曲疲劳试验在室温下进行。研究了涂层对合金拉伸强度、疲劳寿命的影响及疲劳断裂机理。结果表明：室温和900 ℃条件下，施加涂层提高了合金的屈服强度，降低了合金的抗拉强度；室温下的涂层试样的疲劳极限强度比合金降低了50 MPa，相同应力条件下涂层降低了合金的疲劳寿命；涂层NiAl相的本征脆性和涂层内部缺陷降低了基体合金的拉伸性能，并引发了疲劳裂纹的萌生与扩展。

Select

Fe314合金激光熔覆层的应力分布规律

任维彬^1,2，董世运¹，徐滨士¹，王玉江¹，闫世兴¹，方金祥¹

中国表面工程. 2013, 26(3): 58-63.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

研究熔覆层应力分布规律对控制裂纹萌生及提高抗疲劳和抗腐蚀等性能至关重要。利用Nd∶YAG固体激光器在45钢基体表面制备了厚度约5 mm的Fe314激光熔覆层，利用X射线衍射应力测定仪对熔覆层表层不同位置及其沿深度方向的应力分布情况进行分析，利用金相显微镜观察熔覆层显微组织，利用维氏硬度计对熔覆层硬度分布规律进行分析。研究结果表明：平行激光扫描方向的熔覆层表面应力最大值出现在熔覆层边缘，约为290 MPa；垂直激光扫描方向的表面应力最大值出现在熔覆层中心，约为230 MPa，由中心向边缘递减，并逐渐由拉应力转变为压应力；深度方向上，平行激光扫描方向的应力随熔覆层深度增加先保持平稳后不断增大；垂直激光扫描方向的应力随熔覆层深度增加而增大；应力分布主要受热累积效应影响，熔覆层具有与热累积效应对应的金相结构，熔覆层硬度范围为380~450 HV_0.3，略高于基体。

Select

强流脉冲电子束2Cr13钢的表面改性

谭畅^1,2，郝胜智¹，王慧慧¹，韩丹¹

中国表面工程. 2013, 26(3): 64-68.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用HOPEI型强流脉冲电子束(HCPEB)装置处理2Cr13马氏体不锈钢。通过金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度检测和摩擦磨损测试方法对表面显微组织和力学性能进行分析。结果表明：处理样品表面产生熔坑，主要由样品表层的（FeCr）₂₃C₆型碳化物选择喷发造成。原始样品主要为马氏体Fe-Cr（α）相，处理后样品表层中碳化物经喷发和液相溶解后减少，相反奥氏体相含量增加。由于表面碳化物的去除和高奥氏体含量的形成，处理样品表面显微硬度降低，截面显微硬度呈波动分布。使用加速电压27 kV和15次脉冲处理后，磨痕深度由原始样品的7.3 μm降低到5.1 μm，耐磨性能提高了约30%。

Select

玻璃Cr₂O₃陶瓷涂层表面液态重金属润湿角的测量与表征

刘赞，陈平虎，邱长军

中国表面工程. 2013, 26(3): 69-74.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

金属材料的腐蚀性能与其表面润湿特性有着密切的关系。采用亚音速火焰喷涂技术制备了玻璃-Cr₂O₃陶瓷涂层，设计了一套运行在高温环境中且密封的专用试验平台，研究经过不同保温时间后，重金属在45钢与喷有玻璃-Cr₂O₃陶瓷涂层的45钢表面的润湿角及相关现象的变化。结果表明：相同质量的重金属液滴在45钢表面的润湿角为18°，在玻璃Cr2O3陶瓷涂层表面的润湿角为114°，玻璃-Cr₂O₃陶瓷涂层抗液态重金属润湿性能较好。固化后重金属颗粒与试样之间的接触面积及剪切强度均有所不同，304不锈钢与颗粒剪切强度为1.42 MPa，而涂层与颗粒剪切强度为0.21 MPa。

Select

电弧喷涂铝涂层热扩散锌封孔技术

张体明，赵卫民，李景达，刘东明，王兴强

中国表面工程. 2013, 26(3): 75-80.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用在电弧喷涂铝涂层表面喷涂一层锌然后进行整体热处理的方法，使低熔点锌扩散渗入铝涂层内部，达到封闭铝涂层孔隙的目的。采用金相分析、显微硬度分析、直流极化曲线测试以及电子探针分析技术，研究了不同热扩散处理参数下锌对铝涂层的封闭效果。结果显示，熔化的锌能够扩散渗入铝涂层的内部，当保温时间为30 min时，锌的渗入深度可达150 μm；保温时间延长至60 min时，锌的渗入深度达200 μm。经锌扩散封孔的铝涂层致密性显著增强，显微硬度升高，具有锌铝伪合金的优良性能。

Select

表面抛光对工程陶瓷磨削断裂强度的影响规律

王健全^1,2，田欣利¹，张保国¹，王朋晓¹

中国表面工程. 2013, 26(3): 81-85.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

断裂强度受到磨削表面微观形貌和残余应力场分布的影响。对Si₃N₄、SiC和Al₂O₃陶瓷材料实施平面磨削后，用金相显微镜、表面轮廓仪和X射线应力测试仪研究陶瓷机械抛光前后表面微观形貌、粗糙度、残余应力与工件磨削断裂强度的关系。结果表明：经无水乙醇润滑抛光后SiC陶瓷具有平滑的表面微观形貌、较低的表面粗糙度和残余应力；反应烧结的Si₃N₄、SiC和Al₂O₃陶瓷磨削并抛光20 min后的断裂强度幅度依次为6.64%、8.18%和6.58%；适当的抛光时间能降低陶瓷磨削表面应力集中程度及残余拉应力，使陶瓷的断裂强度得到一定提升。

Select

碳化硼基双复合装甲板制备与靶试

丁华东¹，张甲英¹，许艺¹，方宁象²，张国军²

中国表面工程. 2013, 26(3): 86-90.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

B₄C基复合材料有一定韧性且硬度能与B₄C匹配，依靠该复合材料约束B₄C板，降低B₄C板韧性低的不利影响，可充分发挥B4C板硬度高的优势。为获得硬度高、密度低且抗连续打击的陶瓷基复合靶板，设计了由B₄C板与B₄C基复合材料构成的靶板。靶板中复合材料自身是三维微观结构复合，与B₄C板间的结合则是二维宏观复合。通过理论分析和试验确定靶板的制备方法和工艺。靶试显示Ф 82 mm×15 mm靶板可抗2发7.62 mm穿甲燃烧弹，防护面密度为38 kg/m²。

Select

2.45 GHz强流脉冲质子源

武启，张子民，马鸿义，张文慧，杨尧，赵红卫

中国表面工程. 2013, 26(3): 91-96.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

介绍了一台用于强流质子直线加速器注入的2.45 GHz电子回旋共振强流脉冲质子源。采用2.45 GHz的微波馈入实现以氢气为载气的氢等离子体，在三电极引出系统下获得能量50 keV，50 mA的强流脉冲离子束。其中三电极分别为等离子体电极、抑制电极及地电极。用CST仿真软件和PBGUNS分别模拟计算了匹配波导能量的传输效率与引出束流传输轨迹，得出信号输入端口反射系数S₁₁约为0.119，整个匹配波导内正向传输系数S₂₁为0.993，引出束流在Z=26 cm处，束流包络约为2 cm。研究了离子源轴向磁场变化对引出束流强度的影响，结果得出，当螺线管电流从0 A增加至50 A时，引出混合束流强度从20 mA上升至50 mA。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2013年, 第26卷, 第3期　刊出日期：2013-03-19

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2013年, 第26卷, 第3期 刊出日期：2013-03-19

2013年, 第26卷, 第3期　刊出日期：2013-03-19