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不锈钢沉积层组织结构的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-24  浏览次数:21 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网内部人士获悉:随着人类环保意识的提高,各国对污染物的排放要求也越来越高。由于VOCs在常温下以蒸气的形式存在于

  中华不锈钢网内部人士获悉:随着人类环保意识的提高,各国对污染物的排放要求也越来越高。由于VOCs在常温下以蒸气的形式存在于空气中,它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味,极易对人体产生急性损害。龟山秀雄等报道了铝片经阳极氧化工艺处理作为催化剂的载体,将活性物质负载于其上制得催化剂,在该催化剂上甲苯350C达到完全氧化,但未见进一步的深入研究。郭益群等以不锈钢为载体采用电镀钯工艺制得金属催化剂,350C时二甲苯的催化转化率为50%.不锈钢具有很高的化学稳定性,抗机械震动;易被加工成蜂窝状,可以供制备整体催化剂使用;因此开发新一代以不锈钢为载体的高活性催化剂来处理VOCs的研究工作受到了人们的广泛关注。
  
  经阳极氧化工艺处理,以此作为催化剂的载体,负载少量的贵金属PtPd制得催化剂,并与未经阳极氧化工艺处理制备的催化剂进行比较。结果表明,经阳极氧化工艺处理制得的催化剂,在220C较低温时,即可使甲苯达到98%燃烧转化,可以大大地提高VOCs的处理效果,是一种很有应用前景的催化剂。
  
  在金属电极(阳极)与金属母材(阴极)间瞬间高频释放,通过电极材料与母材间的空气电离,形成通道,使母材表面产生瞬间高温、高压微区;同时离子态的电极材料在微电场的作用下融渗到母材基体形成冶金结合。经过电火花沉积处理的金属母材表层能形成高硬度、高耐磨、抗腐蚀和红硬性好的沉积层。它的力学性能和化学性能超过钢材的原始表面性能,从而显著提高设备及一些易磨损零件的使用寿命。
  
  电火花沉积工艺在工业生产的许多部门的应用日益广泛,其经济效益也日渐凸现。但对沉积层组织方面的研究还是比较少的。为此,我们对电火花沉积工艺在不锈钢上作了一些研究,探索了沉积工艺对不锈钢沉积层的组织结构成分的影响。
  
  中华不锈钢网内部人士获悉:试验材料及方法)。电极材料用硬质合金YG8电极,主要成分为WC和Co.基体采用1Cr15Ni9Ti不锈钢,所用工艺为小功率沉积和大功率沉积两类。
  
  小功率沉积(工艺A)和大功率沉积(工艺B)所有操作参数见表1小功率沉积时氩气保护可将氩气流量设定在7L/min,电极的伸长长度可为3mm.用工艺A处理后的试样1可获得均厚为40um,硬度70HRC的沉积层。用工艺B处理后的试样2可获得均厚为60m硬度为72HRC的沉积层,且试样1的表面粗糙度较试样2的好。
  
  3试验结果及分析3.1光学显微镜观察不锈钢的表面经过电火花沉积YG8硬质合金后,在钢材的表面形成三种与基体不同的金相组织。
  
  表1沉积工艺参数由表及里,最表面一层为白亮层;其次是过度层;第三层是热影响区;再往里是钢材的原始基体组织。如下图所见:是不锈钢经工艺A处理后的金相组织照片,是不锈钢经工艺B处理后的金相组织照片。
  
  工艺功率(W)电压(V)频率(HZ)备注工艺A氩气保护工艺B无氩气保护工艺A处理的金相照片由图可见白亮层显露表面抗腐蚀性好,仍呈白亮状态。这层由熔化的电极和工件的组成元素所形成。因此这层的组织结构和成分取决于电极和工件的材料。
  
  与白亮层靠近的是过渡层,它是由电极材料中的一些组成元素熔渗扩散到基体金属材料中,然后被迅速淬火而形成。从金相组织上看过渡层发黑,主要因为高温下冷却,析出的细小碳化物附在细化的马氏体组织上面,腐蚀后变黑。
  
  热影响区主要是由于电火花放电的高温作用,使这层钢材的原始组织遭到不同的影响,它的主要组织是回火马氏体。
  
  工艺B处理的金相照片X250从图中压痕大小可以看出氩气保护的沉积层的硬度大大高于基体的硬度,沉积层的高硬度的主要原因是含有大量的硬度很高的碳化物。
  
  试样2沉积时间长由于反复的热作用,白亮层以及整个沉积层产生热疲劳从而产生了比试样1大的裂纹。
  
  3.2沉积层的成分分析电火花沉积层的成分与电极和基体的材料有关,而成分的分布状况与沉积工艺规范也有关。
  
  以YG8硬质合金作为电极,采用工艺A,对不锈钢进行电火花沉积后的沉积层,用扫描电镜进行了线分析,其结果如、所示。
  
  选择点到试样表面的距离um沉积层元素变化图、是在SEM上分析沉积层诸元素的分布情况,由图可知,由于电火花沉积过程的时间较长,组成电极和工件的各种元素均发生完全渗透扩散。其中基体材料中的Mn、Si、Co和Cr等元素向表层扩散。
  
  电极材料中的W元素在白亮层内的含量较高,它到热影响区的含量突然降低,说明过渡层较薄。
  
  YG8沉积层剖面进行线分析的结果,试样1用300W功率沉积后的白亮层的厚度较用1400W的功率沉积后的厚度薄。大功率长时间沉积和小功率短时间沉积使沉积层内的元素含量略有差异。
  
  3.3沉积层的相结构分析使用X射线衍射仪对沉积层的相结构进行了衍射鉴定。是用工艺A把硬质合金YG8电极沉积到不锈钢表面时沉积层的X射线衍射谱。是用工艺B把硬质合金YG8电极沉积到不锈钢表面时沉积层的X射线衍射谱。
  
  对试样1的白亮层表面进行X射线衍射分析,其结果见。X射线衍射分析的结果,可以确认沉积表层的结构为Cm19Fe0.07Ni0.01、WCi一x、Co的衍射峰还未能确定为何种结构所形成的。对试样2的白亮层表面进行X射线衍射分析,其结果见。X射线衍射分析的结果,可以确认沉积表层的结构为(CiFe)7C3、CrC、Co3W3C、Ni―Cr―Fe及少量的Fe4W2N,还可能有其它相,其中有些衍射峰还未能确定为何结构所形成的。
  
  由以上结果可以认为,电火花沉积不是简单的涂镀过程,而是各种组成电极和工件材料诸元素的原子在电火花沉积过程中发生剧烈的扩散和重新合金化的过程。电火花沉积层的组织结构除了跟电极和工件材料有关外,随设备功率,沉积工艺的不同也有差别。
  
  最表面一层为白亮层,其次为过渡层,内层是热影响区,再往里是钢材的原始组织。
  
  经济的发展要求铁路运输事业跟上时代的步伐,在和航空和公路的激烈竞争中,铁路客运的提速势在必行。而轻量化是提高车辆运行速度的必要途径。减轻车辆自重可以从减轻车体钢结构重量着手。实现钢结构减重的主要途径有:(1)材料方面,采用铝合金、不锈钢、高强度耐候钢等新结构材料;(2)结构方面,采用优化设计,利用有限元法计算构件受力情况,合理配置和选择构件断面参数,力求减少材料用量。二者相辅相成。不锈钢材料由于其美观、耐腐蚀性强、无需维修和涂装等特点,被一些国家应用到客车车体上。合理的结构和选用的不锈钢材质紧密结合,才能充分显示出不锈钢车体的优越性。因此,有必要设计出一个更适合不锈钢车体的结构。本文提出了箱形结构设计方案。并比较了箱形车体结构和非箱形车体结构在《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》(以下简称〈〈规范》)规定的部分载荷作用条件下的应力分布情况。通过比较说明箱形结构能大大提高车体刚度,使结构受力更加合理。
  
  中华不锈钢网内部人士获悉:现有200km/h高速客车车体结构分析1.车体主要技术参数和结构运行速度200km/h.车体钢结构采用整体承载无中梁的薄壁筒形结构,由底架、侧墙、车顶和端墙四部分焊接而成。在侧墙、车顶和端墙骨架外面,底架钢骨架上面分别焊有侧墙板、端墙板、车顶板和波纹地板及平地板,形成一个上部带圆弧、下部为矩形的封闭壳体。壳体内面或外面用纵向梁和横向梁、柱加强,形成整体承载无中梁的结构。为了满足强度要求,在枕梁及枕梁以外的牵引梁处均加了补强板。为了使力传递到车体中部,在枕梁以内还加了纵向加强梁。
  
  底架钢结构主要由牵引梁、枕梁、缓冲梁和中部框架组成。枕外部分包括枕梁、牵引梁、缓冲梁、端梁、侧梁、枕外横梁和枕外平地板。车体钢结构中厚6mm以下的钢板用高强度耐候钢,厚6mm以上的钢板及轧制钢采用Q235钢,车体厕洗所等易腐蚀部分用不锈钢。中华不锈钢网内部人士获悉

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