刘蓉
- 作品数：9 被引量：37H指数：3
- 供职机构：卡尔顿大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金浙江省公益性技术应用研究计划项目浙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术电子电信航空宇航科学技术更多>>
- 超音速激光沉积增材制造CNTs/Cu复合材料微观结构及力学性能研究
- 2023年
- 目的研究超音速激光沉积增材制造CNTs/Cu复合材料的微观结构及力学性能。方法对CNTs进行表面镀铜处理,提高它与Cu黏接相之间的润湿性,增强CNTs/Cu之间的界面结合,利用超音速激光沉积技术(Supersonic Laser Deposition,SLD)增材制备不同CNTs含量的CNTs/Cu复合材料,对比研究了CNTs含量和退火温度对CNTs/Cu复合材料微观结构及力学性能的影响规律,并采用能谱仪对拉伸断口微区进行元素分析测定。结果SLD制备的CNTs/Cu复合材料具有优异的塑性变形能力,而强度较高的CNTs通过嵌入铜粉颗粒之间的缝隙提升了沉积质量。对复合材料微观组织进行表征发现组织无明显孔隙、致密性良好,且无烧蚀现象。CNTs的加入有效提高了CNTs/Cu复合材料的抗拉性能,并且随着CNTs含量的上升,CNTs/Cu复合材料的极限抗拉强度(Ultimate Tensile Strength,UTS)稳步上升;当CNTs质量分数为0.3%时,CNTs/Cu复合材料的UTS为36.33MPa,是CNTs质量分数为0.05%时的1.35倍。随着退火温度的升高,CNTs/Cu复合材料的UTS表现为先增大后减小的趋势,在500℃时UTS达到最大值。结论由于激光加热软化的效果与表面镀铜的包覆作用,CNTs能够均匀地分布在CNTs/Cu复合材料内部,同时明显增强复合材料内部颗粒的界面结合强度,后续的热处理有助于使材料从不稳定的机械结合逐步转换为冶金结合,显著提高复合材料的抗拉性能。
- 李波王豪蒋超伟罗准张群莉刘蓉姚建华
- 关键词：CNTS微观结构
- Nb元素对低碳Stellite合金中激光熔覆层显微组织和磨损性能的影响
- 以316L不锈钢为基体材料,低碳Stellite合金为熔覆材料,采用半导体激光器在基体表面进行激光熔覆。获得的激光熔覆试样利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析仪进行熔覆层的显微组织、元素分布、及相组成分析,同时应用高温摩...
- 任方成姚建华刘蓉毛伟
- 关键词：激光熔覆磨损
- 文献传递
- 热处理对钴基高温合金微观组织和性能的影响
- 热处理对高温合金的影响一直以来都有争论,有些学者认为高温合金的微观组织在铸造过程中形成后不会被随后的热处理所改变,因为他们认为这些合金的高温稳定性可以达到1230℃.然而,也有研究表明热处理可以软化或硬化高温合金,热处理...
- 刘蓉姚建华张群莉姚学兴
- 关键词：钴基高温合金磨损
- Nb元素对低碳Stellite合金激光熔覆层显微组织和磨损性能的影响被引量：3
- 2016年
- 使用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射分析仪和高温摩擦磨损试验机研究了Nb元素对低碳Stellite合金激光熔覆层显微组织、元素分布、相组成及常温和高温磨损性能的影响。结果表明,添加Nb元素使熔覆层相组织细化,稍高的含碳量与Nb元素的共同作用使其比原合金强化相的体积分数增加了近1倍。熔覆层显微组织主要相由γ-Co以及强化相Co_3Mo、NbC组成。在常温磨损试验中,含Nb熔覆层磨损机理以粘着磨损为主。在400℃的高温磨损下,由于碳化物硬质相Nb C的作用,含Nb元素的熔覆层比原熔覆层高温耐磨性提高了1倍。熔覆层的高温磨损形式主要以氧化磨损、粘着磨损为主。
- 任方成姚建华刘蓉陈新超毛伟
- 关键词：激光熔覆磨损
- 316L不锈钢激光瞬时退火软化工艺研究被引量：2
- 2019年
- 目的解决冲压中加工硬化导致的高强度低塑性的问题。方法提出以矩形光斑的温控模式激光为热源,对工件进行选区瞬时退火,达到局部软化的目的。通过金相显微分析、显微硬度分析、力学拉伸及断口分析,分别评价激光瞬时退火软化后试样显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和断口形貌。结果金相组织显示,不同工艺条件下的晶粒大致呈现变形晶粒、再结晶晶粒、细小晶粒和较大等轴晶4种状态。由显微硬度可知,固溶态母材硬度为173HV0.2,加工硬化后达到341HV0.2。当激光温控温度为1400℃,扫描速度分别为5、10、15 mm/s时,软化处理后硬度分别为164、173、257HV0.2。而扫描速度一定时,激光温控温度越高,软化处理后硬度越低。对试样做室温拉伸试验发现,激光瞬时退火后强度降低,塑性提高。当温控温度为1400℃,扫描速度为5 mm/s时,抗拉强度由加工硬化后的911 MPa下降到591 MPa,接近固溶态母材的570 MPa,断后伸长率由18.2%恢复到54.7%,达到固溶态母材的95.5%。结论激光瞬时退火软化可有效降低加工硬化后的材料强度,提高材料塑性,使其恢复大变形能力。其软化程度随激光温控温度的降低、激光扫描速度的提高而降低,在较优工艺参数下,激光瞬时软化后性能甚至优于母材性能。
- 蒋可静王梁张群莉胡勇姚建华刘蓉
- 关键词：激光热处理
- 固溶温度对激光增材制造Inconel 718合金组织和性能的影响被引量：17
- 2019年
- 目的探索激光增材制造Inconel718高温合金最理想的固溶处理制度。方法利用激光增材制造技术制备了Inconel 718合金,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、能谱分析和维氏硬度测试等方法,研究了固溶温度对其组织、析出相及硬度的影响。结果不同固溶温度对Inconel 718的晶粒尺寸有很大影响。在固溶温度1000℃下保温1 h,沉积层开始出现再结晶现象。当固溶温度继续增加到1080℃时,与沉积态的组织相比,晶粒明显细化且再结晶过程基本完成。此外,不同固溶温度条件下,Inconel718的相析出和溶解行为也有所差异。固溶温度为940℃时,在未溶解的Laves相周围存在明显的δ相,当固溶温度继续提高时,δ相由于固溶作用而数量减少。另外,不同固溶温度处理后的合金显微硬度也表现出规律变化。当固溶温度为940℃时,试样硬度高于沉积态硬度,但是随着固溶温度持续升高,合金的显微硬度开始迅速下降并低于沉积态硬度,1050℃时保持稳定;当温度高于1150℃时,显微硬度继续迅速下降。结论激光增材制造Inconel718合金的热处理制度不同于铸造和锻造的热处理制度,其较为理想的固溶制度为1080～1150℃保温1 h。
- 张杰张群莉陈智君李栋姚建华刘蓉
- 关键词：INCONEL718固溶温度
- 激光合金化改性8YSZ热障涂层的抗热腐蚀性能研究被引量：3
- 2023年
- 热障涂层可为航空发动机、燃气轮机中的高温部件提供热防护,但其易受高温熔盐腐蚀而过早失效。激光合金化是一种提高涂层抗熔盐腐蚀性能的有效方法。本团队将TiAl3作为自愈合剂,对8%Y_(2)O_(3)部分稳定的ZrO_(2)(8YSZ)热障涂层进行激光合金化改性。将喷涂态热障涂层和激光合金化改性热障涂层在900℃的75%Na_(2)SO_(4)+25%NaCl熔盐环境下进行4 h热腐蚀试验。结果表明:激光合金化改性热障涂层结构致密且表面分布着网状裂纹,改性层保持亚稳态四方相(t’-ZrO_(2))结构;喷涂态热障涂层在900℃腐蚀4 h后,腐蚀产物为单斜相m-ZrO_(2)和Y_(2)(SO_(4))3,表面有较多的热腐蚀产物;激光合金化涂层在900℃腐蚀4 h后,腐蚀产物为少量m-ZrO_(2)和Y_(2)(SO_(4))3,改性层结构未发生腐蚀破坏,涂层保持着结构完整性;自愈合剂TiAl3在高温下发生氧化反应生成的Al_(2)O_(3)和少量TiO_(2)可以填补裂纹,有助于抑制高温腐蚀盐的渗透,从而提高了涂层的抗热腐蚀性能。
- 孙磊孙磊张盼盼刘蓉刘蓉姚建华
- 关键词：激光技术激光合金化热障涂层抗热腐蚀性能自愈合
- 金属基复合材料WC/SS316L超音速激光沉积行为及电化学失效机理被引量：6
- 2018年
- 利用超音速激光沉积技术在316L基体上制备了WC/SS316L复合沉积层,并分析了该复合沉积层中颗粒的沉积行为、界面结合、组织结构特征以及其在电化学环境下的失效机理。研究结果表明,由于激光辐照的软化作用,SS316L颗粒在高速撞击过程中表现出较好的塑性变形能力,能够实现有效沉积;在激光辐照和高速粒子塑性变形的双重作用下,超音速激光沉积层较单一冷喷(CS)沉积层具有更好的界面结合行为。由于高速粒子塑性变形产生了加工硬化现象,沉积层中SS316L的显微硬度较原始粉末的明显增大。在电化学腐蚀环境下,WC/SS316L界面较易发生腐蚀行为。
- 金琰李波张欣吴丽娟张群莉姚建华刘蓉
- 关键词：激光技术
- 17-4PH汽轮机叶片激光固溶强化抗汽蚀性能研究被引量：6
- 2020年
- 为了提高汽轮机叶片的抗汽蚀性能,采用激光固溶+时效的表面强化工艺对17-4PH沉淀硬化不锈钢进行表面处理。在3.5%NaCl溶液中进行超声波汽蚀试验,评估材料的抗汽蚀性能,揭示汽蚀失效机理。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、VHX-5000超景深三维显微镜等手段分析汽蚀前后表面形貌和组织演变机理,利用显微硬度仪检测材料的硬度。结果表明:通过激光固溶强化可获得约2mm厚的强化层;激光固溶强化后的17-4PH表面硬度显著提高,强化层的最高硬度为491HV0.2,较基体高出116HV0.2;由于弥散强化相ε-Cu的析出,汽蚀试验40h后17-4PH激光固溶强化试样的累积失重量为基体的60%,表面粗糙度为基体的47%。
- 薛承感潘慧斌丁银萍王梁刘蓉刘蓉姚建华
- 关键词：汽轮机叶片17-4PH抗汽蚀性能
