宋晓杰
- 作品数：13 被引量：20H指数：3
- 供职机构：山东科技大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺机械工程更多>>
- Ti_2AlC-TiB_2对TiAl基复合材料组织及力学性能的影响被引量：3
- 2017年
- 以Ti、Al和B4C为原料,采用真空电弧熔炼的方法制备了含Ti_2AlC-TiB_2增强相的TiAl基复合材料;分析了添加不同含量的Ti_2AlC-TiB_2对复合材料的物相组成、组织结构及力学性能的影响,并探讨了微观组织结构的形成机制。结果表明:Ti_2AlC-TiB_2/TiAl复合材料主要由TiAl、Ti3Al、TiB_2和Ti_2AlC等物相组成,TiB_2和Ti_2AlC分布在层片状的TiAl+Ti3Al基体中;随着原料中B4C含量的增多,复合材料组织中Ti_2AlC-TiB_2含量增多,且TiAl基体的晶粒被明显细化,TiB_2和Ti_2AlC分布于基体晶界或晶内。Ti_2AlC主要为层片状和板条状,尺寸5~15μm,而TiB_2颗粒形态与其含量有关,当Ti_2AlC-TiB_2含量小于20wt%时,TiB_2颗粒呈针棒状,尺寸为0.5~5μm,当Ti_2AlC-TiB_2含量增加到30wt%时,TiB_2颗粒主要呈块状,尺寸为5~20μm。Ti_2AlC由TiC与Ti-Al熔体发生包晶反应生成,Ti_2AlC和TiB_2的形成提高了Ti_2AlC-TiB_2/TiAl复合材料的硬度、塑性和抗压强度。当4Ti+Al+B4C的加入量为10wt%时,复合材料的变形量比纯TiAl提高14%,而抗压强度达到最高值1 591 MPa。Ti_2AlC和TiB_2通过裂纹偏转、颗粒钉扎、拔出等机制对Ti_2AlC-TiB_2/TiAl复合材料起到增强增塑的作用。
- 侯南崔洪芝宋晓杰丁磊程贵勤
- 关键词：TIAL基复合材料TI2ALCTIB2电弧熔炼
- 超高速激光熔覆Ni625/WC复合涂层的耐磨性能被引量：3
- 2023年
- 目的 提高高铁制动盘用24CrNiMo铸钢的耐磨性和高温性能。方法 在24CrNiMo铸钢表面,通过超高速激光熔覆技术,制备Ni625/碳化钨(WC)复合涂层,并设计多层梯度熔覆,使得WC颗粒在涂层中呈均匀分布。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析涂层的物相组成、微观组织结构和元素分布。分别采用显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维形貌仪等测试涂层的硬度、室温及600℃的摩擦系数和耐磨性,分析涂层的摩擦磨损机理。通过同步热分析仪(TGA-DSC)测试涂层的抗高温氧化性能和组织的高温稳定性能。结果 涂层主要由γ-Ni固溶体、WC以及含W增强相W2C和M23C6等组成。WC分布较为均匀,涂层平均显微硬度达440HV0.2~610HV0.2,是基体硬度的1.25~1.7倍。在室温条件下,体积磨损率仅为基体24CrNiMo铸钢的4.2%~20.8%,摩擦系数略低于基体;在600℃条件下,体积磨损率为基体24CrNiMo铸钢的80.1%~180.8%,摩擦系数高于基体,且稳定性好,熔覆涂层显著提高了24CrNiMo铸钢基体的耐磨性。磨痕分析表明,涂层在室温下主要为磨粒磨损,600℃下除了磨粒磨损之外,并还伴随着轻微的氧化磨损,其中复合涂层S3的性能最佳。结论 在以高速强力磨损为主的工况下,Ni625/WC复合涂层具有优异的耐磨性能和抗高温氧化性能,球形WC颗粒在提高涂层耐磨方面发挥了重要作用。
- 李宝程崔洪芝宋晓杰宋晓杰朱于铭
- 关键词：NI基涂层
- 激光熔覆(CrFeNiAl)_(100-x)Mo_(x)高熵合金涂层的组织及耐磨耐蚀性能被引量：2
- 2023年
- 针对海洋环境下使用的材料易产生腐蚀和磨损失效,采用激光熔覆技术在304不锈钢(304 ss)表面制备(CrFeNiAl)_(100-x)Mo_(x)高熵合金涂层。分别对涂层的物相组成、显微组织、硬度、耐磨性和耐蚀性进行分析。结果表明:涂层由体心立方晶格(BCC)相+B2相双相组成,随着Mo含量的增加,B2相的含量逐渐增加,在枝晶内部析出纳米级别的B2相。涂层的硬度随着Mo含量的增加逐渐提高,硬度最高达到HV_(0.2)636.6,耐磨性也逐渐提高。在3.5wt%NaCl溶液中,腐蚀电流密度随着Mo含量的增加,先减小后增大,表明涂层的耐蚀性先提高后降低。浸泡腐蚀结果表明涂层在枝晶间区域发生选择性溶解。(CrFeNiAl)_(92)Mo_(8)涂层的腐蚀电流密度和钝化电流密度均小于304不锈钢,耐蚀性最好,并且具有较好的耐磨性。添加适当Mo元素,能提高(CrFeNiAl)_(100-x)Mo_(x)涂层的耐磨和耐蚀性。
- 赵小凤崔洪芝姜迪宋晓杰
- 关键词：激光熔覆耐磨性耐蚀性
- Ti+CNTs强化NiAl基复合材料的微观组织与性能
- 2016年
- 以Ni、Al、Ti以及碳纳米管(CNTs)为原料,采用自蔓延高温合成(SHS)方法制备出含CNTs-TiC增强相的NiAl基复合材料;分析复合材料的物相组成、微观结构及成分分布,并探讨微观组织的形成机制。结果表明:合成产物主要为NiAl和TiC及少量未反应的CNTs;在Ni+Al体系中加入少量Ti+CNTs时,CNTs作为碳源和形核中心与Ti原子结合生成TiC颗粒,在CNTs周围形成尺寸细小的TiC颗粒或TiC薄层,当加入的Ti+CNTs含量增加时,TiC颗粒充分长大,呈现八面体或立方体形态,一部分弥散分布在NiAl基体中,一部分在NiAl晶界处团聚;随着Ti+CNTs的加入,NiAl晶粒得到显著细化,原位合成的TiC颗粒增强了复合材料的显微硬度和抗压强度,CNTs作为增强纤维,通过裂纹桥联及纤维拔出等机制强化材料的断裂韧性,CNTs-TiC的复合强化对材料起到增强增韧作用。
- 崔洪芝杨开彬宋晓杰张国松程贵勤
- 关键词：原位合成TIC颗粒
- 原位合成Ti2AlC(N)增强TiAl基复合材料的显微组织和力学性能研究
- TiAl合金及其复合材料是优异的高温结构材料,被广泛应用于飞机、汽车发动机制造等领域,应用前景广阔.针对TiAl金属间化合物室温塑性低的缺点,本文以Ti粉,Al粉,不同碳源和氮源(石墨,碳纳米管,TiC,TiN,C3N4...
- 宋晓杰崔洪芝
- 等离子熔覆ZrB_2-ZrC/Fe复合涂层组织及耐磨性被引量：5
- 2017年
- 采用等离子熔覆技术,以Zr、Fe、B_4C混合粉末为原料,在Q235低碳钢表面原位反应合成了ZrB_2和ZrC增强的Fe基复合涂层,分析了ZrB_2-ZrC/Fe涂层的物相组成和组织结构,并进行了硬度、耐磨性对比试验,探讨了物相和组织结构的形成过程及磨损机制。结果表明:涂层主要物相为ZrB_2、α-Fe、ZrC、Fe_2B和Fe_3C,其中ZrB_2呈现针棒状、花瓣状,ZrC呈现规则的颗粒状;随着原始粉末中(Zr+B_4C)含量的增加,增强相ZrB_2和ZrC含量增多,尺寸变大,ZrB_2-ZrC/Fe涂层与Q235钢基体之间结合紧密,呈冶金结合;与Q235钢基体相比,ZrB_2-ZrC/Fe涂层耐磨性显著提高,最高可达基体的5.45倍,ZrB_2-ZrC/Fe涂层的磨损方式以磨粒磨损为主,断裂方式以穿晶断裂为主。
- 惠泷崔洪芝宋晓杰丁磊程贵勤
- 关键词：等离子熔覆显微组织耐磨性
- 成分设计优化TiC/Hastelloy复合材料的抗氧化性能
- 2022年
- TiC/Hastelloy复合材料是极具应用前景的中温固体氧化物燃料电池连接体材料,而抗氧化性能是影响其应用的关键性能之一。通过无压反应渗透工艺分别制备出含有50vol%和58vol%金属基体的TiC/Hastelloy复合材料。高金属含量使复合材料中的Cr含量增加,促进连续Cr_(2)O_(3)氧化层的形成,抑制Ni和Ti原子的外扩散,进而优化复合材料的抗氧化性能。氧化膜中Ti和Ni的氧化物含量降低,复合材料的氧化增重由2.03 mg·cm^(-2)降低到0.55 mg·cm^(-2)。同时,为了抑制Cr挥发,在含有58vol%金属基体的TiC/Hastelloy复合材料中引入Co。在氧化过程中,Co和金属基体中的Fe在Cr_(2)O_(3)氧化层中具有较快的扩散速率,可以在Cr_(2)O_(3)氧化层外侧原位形成CoFe_(2)O_(4)层。
- 齐倩王鲁杰宋晓杰
- 关键词：固体氧化物燃料电池连接体抗氧化性能
- 激光熔覆FeCrNiMo-WC复合涂层的组织与耐磨性能被引量：1
- 2023年
- 采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了WC陶瓷颗粒增强FeCrNiMo-WC多主元合金复合涂层。通过相组成分析、显微结构表征、力学性能测试和摩擦磨损实验等研究了WC含量对涂层组织和耐磨性能的影响。结果表明:涂层主要物相除了FCC+WC以外,还存在网状的共晶组织,由FCC与M6C碳化物相呈层片状交替分布,片层间距约100 nm;随着WC含量的增加,共晶组织体积分数增加,涂层逐渐形成共晶组织+WC陶瓷颗粒的微观组织结构;WC陶瓷颗粒的加入显著提高了涂层的硬度和耐磨性,当WC含量为40 mass%时,涂层硬度为55.9 HRC,此时涂层耐磨性能最好,最小体积磨损率为2.17×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。涂层中大颗粒WC以及软硬交替的FCC+M_(6)C共晶体,协同提高了涂层的硬度和强韧性。同时M6C相具有减磨作用,使得涂层摩擦系数逐渐降低,磨损失效形式由粘着磨损向磨粒磨损过渡。
- 殷泽亮崔洪芝宋晓杰宋晓杰赵小凤
- 关键词：激光熔覆共晶组织
- 渗氮对激光熔覆(NiCr)_(92-x)Mo_(8)Ti_(x)涂层组织与耐磨耐蚀性能的影响
- 2023年
- 首先采用激光熔覆技术在304不锈钢(304SS)表面制备了(NiCr)_(92-x)Mo_(8)Ti_(x)涂层,随后对其进行了渗氮处理。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损实验及电化学工作站等对渗氮前后涂层的物相组成、显微组织、硬度、耐磨性和耐蚀性进行了分析。结果表明:激光熔覆(NiCr)_(92-x)Mo_(8)Ti_(x)涂层主要由FCC相、σ-CrMo相和少量的Cr_(2)Ti相组成,经渗氮处理后涂层中有(Cr, Ti)N相生成;随着Ti含量增加,(Cr, Ti)N相的含量和渗氮层厚度增加;渗氮后涂层的硬度显著增加(最高达到1258 HV0.1),摩擦系数降低,磨损量显著减少,耐磨性得到显著提高,磨损机制从粘着磨损转变为磨粒磨损。在3.5 mass%NaCl溶液中,经过渗氮处理后涂层的腐蚀电流密度显著降低,且没有点蚀现象发生,浸泡腐蚀实验也表明经过渗氮后的涂层表面腐蚀程度远小于未进行渗氮的涂层,表明渗氮后涂层的耐蚀性显著提高。
- 高林崔洪芝宋晓杰宋晓杰曹繁刘明磊解雪云
- 关键词：激光熔覆等离子渗氮
- SiC晶须对反应合成多孔TiB_2-TiC复合材料的影响被引量：2
- 2016年
- 以Ti、B_4C和SiC晶须(SiC_w)为原料,采用自蔓延高温合成法制备了多孔TiB__2-TiC复合材料。讨论了SiC_w含量对TiB__2-TiC复合材料物相、组织形貌、孔隙率和抗压强度的影响。结果表明:不添加SiC_w时,复合材料中主要物相为贫硼相TiB和Ti_3B_4以及TiC和少量TiB__2;在5Ti+B_4C体系中加入SiC_w后,贫硼相TiB和Ti_3B_4逐渐减少直至消失,而出现富硼相TiB__2和TiC的含量增加。随着SiC_w含量的增加,复合材料的孔隙率逐渐增加,由38.46%增加至5_2.78%。当SiC_w含量小于1.0时,随着SiC_w含量的增加,多孔TiB_2-TiC复合材料的抗压强度明显增加,当SiC_w含量为1.0时,复合材料的抗压强度达到最大值56.04MPa。Ti与SiC_w反应会生成TiC、Ti_3SiC_2和TiSi_2等物相,消耗一定量的Ti,使得与B4C反应的Ti量减少,从而促进富硼相TiB_2形成和TiC的增多。并且在SiC_w表面形成颗粒状TiC或者层片状Ti_3SiC_2,增加SiC_w与TiB_2-TiC基体之间的结合,更有利于发挥SiC_w的强化作用。
- 张艳凤崔洪芝宋晓杰张珊珊魏娜王珂
- 关键词：多孔复合材料自蔓延高温合成法
