材料科学基础第9章附

*,图6.13Al-20%Ag合金的魏氏组织,晶界析出及无析出区,*,图6.29成分起伏随时间而增大的示意图,*,图6.20Al-Cu合金130时效的硬度变化,*,图6.9Al-4.5Cu合金中的G.P.区结构模型,*,图6.11Al-Cu合金相、相合相的结构,*,图6.14合金非连续脱溶的成分特点(a)及胞状脱溶物示意图(b),*,图6.15Fe-Mo合金600时效基体及成分,图6.16Fe-23.5%Zn合金400时的成分,*共析转变,*,*,*,*,*,*,*,*,*,(a)光学组织（600）(b)电镜组织（4500）图5.565Mn钢450等温淬火后的上贝氏体组织,*,图5.665Mn钢320等温淬火下贝氏体组织光学显微组织（1000）,*,图5.665Mn钢320等温淬火下贝氏体组织电镜显微组织（18000）,*,(a)Fe-1.0C-2.0Si-4.0Cr,30030min等温（500）,(b)40Cr,5502min等温,图5.7无碳化物贝氏体,*,图5.9Fe-0.12C-3.0Mn-0.001B钢的粒状贝氏体（600）,图5.10Fe-0.12C-2.8Mn钢的粒状组织（600）,*,图5.11Fe-1.02C-3.5Mn-0.1V钢950加热、25080min等温后淬火的柱状贝组织,(a)光学照片,(b)电镜照片,*,奥氏体转变过程包括四个阶段：1.奥氏体形核;2.奥氏体晶核向铁素体和渗碳体两侧长大;3.渗碳体溶解;4.奥氏体成分均匀化。,*,*,*,*,图2.22奥氏体晶粒大小与加热温度、保温时间之间的关系0.48%C-0.28%Mn）,*,(a)40钢(b)T10钢图2.23奥氏体晶粒大小与加热速度的关系,*,*,*,*,*,*,*,*,调质后的表面淬火高频淬火火焰淬火,2.渗碳钢和渗氮（氮化）钢,*,*,武汉大族金石凯激光系统有限公司HANSGS-H6000横流CO2激光器性能指标,图1.5是中空阴极(HCD)等离子体电子枪示意图。HCD(Hollow-Cathode-Discharge)等离子体电子枪以低压真空辉光放电产生的等离子体作为电子源，与热丝阴极电子枪相比，HCD电子枪可获得束径较大的电子束，并且具有低电压、大电流的输出特性。,英国电子束焊接装置,大功率电子束物理气相沉积装置,*,*,*,活塞环槽激光热处理,激光热处理后的活塞环槽,气缸体套激光热处理,曲轴激光热处理,激光熔覆示意图见图2.3(a)，断面形貌和组织形态见附图(表改质p136)。,阀门座激光表面熔覆,2.激光表面合金化(Alloying)激光表面合金化，是利用激光能量使预置层和基体表面一起熔化，并在基体表面一定深度处形成熔池。由于基体表面元素和预置层元素之间的相互混合扩散，在基体表面形成一种既不同于基体成分、也不同于预置层成分的新合金层。激光合金化示意图见图2.3(b)，断面形貌和表面形貌见附图(表改质p142)。,激光轧辊表面合金化,但采取分段真空或者加设金属箔电子透过窗(厚25m的Al、Ti及其合金)等特殊办法，也可以把电子束引入到大气中，在常压下完成表面淬火。电子束表面淬火,可采用两种方式实现电子束与工件之间的相对运动。一种是调节偏转线圈的电流使电子束移动，而工件静止。其特点是控制精度高，定位准确。另一种方式是电子束静止不动，通过移动载物台使工件移动。,不足或膨胀系数不协调而造成的涂层开裂和剥落现象。离子注入的缺点是注入层较浅(通常1m)，也不能处理复杂工件的凹腔表面。离子注入装置如图2.4所示。离子注入有缺点比较见表2.2。,3.激光加热真空蒸镀图3.3是激光加热真空蒸镀装置示意图。通过透过窗将高能密度的激光束引入到真空室内，在蒸发材料表面聚焦后，是材料的表层瞬间气化。利用激光法，可蒸镀Al2O3、MgO、石墨等难以蒸发的物质。为保证材料均匀蒸发，防止,与基体间的结合。常规混合与界面混合的预沉积层,可以是单层,也可以是多种元素交替沉积的多层结构,每层约为10nm厚。动态离子混合，是在蒸镀或电沉积的同时，用离子束进行轰击的工艺方法。通过控制蒸镀或电沉积的速度和时间，可在基体上形成任意厚度的合金层或化合物层。用动态离子混合法成功地制备了AlN和BN。,3.3离子镀3.3.1离子镀的原理与特点1.离子镀原理离子镀是借助惰性气体在真空条件下的辉光放电，使蒸发后的一部分原子离子化并处于活性状态，然后在外加电场作用下向基体表面加速冲击而沉积成膜的工艺过程。离子镀原理见图3.5。2.离子镀特点惰性气体辉光放电产生的离子和部分电离的蒸发材料离子,向带负电的基体(工件)表面冲击时形成溅射效应,不仅对基体表面有清洗作用，,2.DC三极、四极离子溅射三极或四极溅射(右图)是以DC二极溅射为基础,在真空室内设置热阴极。由于热阴极能够产生足够的电子，因此可在较低电压(0-2kV)和低真空(1.3310-1至6.6510-2Pa)条件下完成溅射镀膜。DC二极、三极或四极溅射装置,只能用于导电性靶材的溅射镀膜。如果用高频(13.56MHZ)电源取代直流电源(右下图)，利用离子和电子的移动速度差,在绝缘性靶材表面感应形成负偏压,即可对绝缘性靶材溅射镀膜。,图5.8是现代典型线材火焰喷枪的剖面图。火焰喷涂通常用乙炔和氧组合燃烧而提供热量，其它燃料气体还可采用甲基乙炔-丙二烯(MPS)、丙烷、氢气或天然气。在线材火焰喷枪中，燃气火焰主要用于线材的熔化。喷涂线材可以采用丝材、棒材和带材，但必须配以特定的喷枪。,5.3.3粉末火焰喷涂粉末火焰喷涂与线材火焰喷涂不同之处，是喷涂材料采用粉末，且一般不用压缩空气。图5.9是粉末火焰喷涂的典型装置,图5.10是粉末火焰喷枪剖面图。粉末装在料斗内,料斗可以与喷枪构成一体，也可以单设一个送粉器与枪联接。工作时以少量气体运载粉末进入氧-燃料气体中,火焰使粉末熔化并喷射到基体表面。普通的火焰粉末喷枪，由于喷出的颗粒速度较小,火焰温度较低,因此涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比,当乙炔含量为45时,氧-乙炔混合气产生约为3141的自由燃烧温度，但在爆炸条件下可能超过4200，因而绝大多数粉未能够熔化。图5.16是爆炸枪示意图，包括一个内径约为25mm，长为1m的水冷枪以及附属的气体粉末流量控制装置。粉末在高速枪中的输运距离远大于等离子枪，这是爆炸喷涂粒子速度高的原因。当粉末射出流管