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镍/钼复合中间层钎焊连接C/C复合材料和304不锈钢

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Journal of Central South University 2024年第3期31卷 709-722页

作者：肖逸锋张汭胡忠淇吴靓张乾坤孙妍李淳许志鑫 School of Mechanical Engineering and Mechanics Xiangtan UniversityXiangtan 411105China State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Design Institute of Nuclear Power Institute of China Chengdu 610005China

本文使用在BNi-2或AgCuTi箔片钎料中添加金属中间层(Ni、Mo或Ni/Mo)的方法有效提高了C/C复合材料和304不锈钢真空钎焊接头的强度,并先后对接头的微观结构、连接机理和力学性能进行分析。分析表明,BNi-2+Ni/Mo接头的微观结构包括Cr_(3)C_... 详细信息

本文使用在BNi-2或AgCuTi箔片钎料中添加金属中间层(Ni、Mo或Ni/Mo)的方法有效提高了C/C复合材料和304不锈钢真空钎焊接头的强度,并先后对接头的微观结构、连接机理和力学性能进行分析。分析表明,BNi-2+Ni/Mo接头的微观结构包括Cr_(3)C_(2)、Ni(s,s)、Cr_xNi_(y)+MoNi_(4)、MoNi_(4)+Cr_(x)M_(y)和Ni(s,s)+Cr-Fe;AgCuTi+Ni/Mo接头的界面则由TiC、Ag(s,s)+Cu(s,s)、Ni、Ag(s,s)+Cu(s,s)+MoTi、Mo和MoTi+Cu(s,s)+Ag(s,s)构成。有限元模拟结果表明,AgCuTi钎料加持下的镍/钼复合中间层能够有效缓解C/C母材与焊缝界面间的残余应力。室温下BNi-2+Ni/Mo、AgCuTi+Ni、AgCuTi+Mo和AgCuTi+Ni/Mo钎焊接头的平均剪切强度分别为2.57 MPa、10.91 MPa、23.81 MPa和26.77 MPa,有效验证了有限元结果的可靠性。

关键词： C/C复合材料 304不锈钢真空钎焊复合中间层有限元分析

退火处理对CrNiTiMoV高熵合金组织与性能的影响

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热加工工艺 2024年第4期53卷 141-145页

作者：夏秀艳肖逸锋吴靓张乾坤湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

采用真空电弧熔炼的方法制备CrNiTiMoV高熵合金,分别在600、700、800和900℃下对合金进行2h退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站对铸态和退火态合金的组织、硬度和耐腐蚀性能进行... 详细信息

采用真空电弧熔炼的方法制备CrNiTiMoV高熵合金,分别在600、700、800和900℃下对合金进行2h退火处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站对铸态和退火态合金的组织、硬度和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:CrNiTiMoV高熵合金具有典型的树枝晶形貌,晶体结构由简单的BCC相和少量的NiTi相以及富Ti相构成;CrNiTiMoV高熵合金经不同温度退火后未出现新相,随着退火温度升高,富Ti相析出强化,使得合金硬度上升,均大于铸态合金硬度517HV,在800℃/2h退火后,合金硬度达到最大为684HV;在600℃/2h退火后,合金耐腐蚀性能明显提高,但随着退火温度的提高,合金晶粒粗化,富Ti相的析出导致Ti分布不均匀,降低了整体的耐腐蚀性能。

关键词：热处理高熵合金组织耐腐蚀性能

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多孔Ni-Cu-Ti电极的制备及析氢性能

材料导报 2023年第13期37卷 155-163页

作者：吴靓周子坤姬丽肖逸锋张乾坤湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 湘潭大学焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湖南湘潭411105 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湖南湘潭411105

通过电解水生产氢气是一种理想的方法,而电极材料的催化活性决定了电解水的效率。该研究通过粉末冶金方法制备了多孔Ni-Cu-Ti电极,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术对多孔Ni-Cu-Ti电极的微观结构和物相组成进行表征,并通... 详细信息

通过电解水生产氢气是一种理想的方法,而电极材料的催化活性决定了电解水的效率。该研究通过粉末冶金方法制备了多孔Ni-Cu-Ti电极,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术对多孔Ni-Cu-Ti电极的微观结构和物相组成进行表征,并通过阴极极化、交流阻抗谱和循环伏安测试技术对电极进行了电化学表征。结果表明,在烧结温度为1000℃、质量比为5.5∶3.5∶1时,多孔Ni-Cu-Ti电极表现出最佳的析氢性能,在1 mol/L的KOH中仅需要79 mV(vs.RHE)的过电位就能实现10 mA·cm^(-2)的电流密度,其Tafel斜率为117.07 mV·dec-1。

关键词：多孔材料 Ni-Cu-Ti合金电极粉末冶金析氢反应

多孔Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)复合电极的制备及其析氢性能

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中国有色金属学报 2022年第7期32卷 2006-2018页

作者：吴靓李卓张乾坤肖逸锋周子坤湘潭大学机械工程学院湘潭411105 湘潭大学焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湘潭411105 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湘潭411105

采用粉末冶金方法烧结制备了多孔Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)复合电极,讨论不同La_(2)O_(3)的掺杂量对电极析氢性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对电极的微观结构和物相组成进行表征。结果表明:Ni-Cu-T... 详细信息

采用粉末冶金方法烧结制备了多孔Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)复合电极,讨论不同La_(2)O_(3)的掺杂量对电极析氢性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对电极的微观结构和物相组成进行表征。结果表明:Ni-Cu-Ti合金体系中La_(2)O_(3)的掺杂可有效提高电极材料的电荷传输速率,多孔Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)复合电极在6 mol/L KOH溶液中表现出良好的析氢催化活性,其整体析氢催化活性明显优于多孔Ni-Cu-Ti、Ni-Cu-W、Ni-Cu-Co、Ni-Cu-Zr和Ni-Cu电极;当烧结温度为1000℃时,成分为Ni-Cu-Ti-9La的多孔复合电极具有最佳的析氢催化性能,其Tafel斜率为63.18 mV/dec,电流密度在10 mA/cm^(2)时过电位为1077 mV(vs Hg/HgO),多孔Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)复合电极催化活性的提高得益于d轨道左半金属元素La和右半金属元素Ni、Cu之间的协同作用和其真实表面积的增大。

关键词： Ni-Cu-Ti-La_(2)O_(3)电极多孔材料粉末冶金析氢性能

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石墨管与不锈钢管钎焊接头的组织和残余应力

材料科学与工艺 2023年

作者：肖逸锋陈锦微张汭宋章王晖张乾坤吴靓湘潭大学机械工程与力学学院焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室(湘潭大学) 复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心(湘潭大学)

为使石墨材料能够在空间核电散热装置中更充分地发挥其价值，本文采用BNi-2钎料真空钎焊连接等静压石墨管和304不锈钢管，研究了石墨/ BNi-2/不锈钢接头在1010 ℃、保温90 min条件下的显微组织和不同冷却工艺对接头残余应力的影响。研... 详细信息

为使石墨材料能够在空间核电散热装置中更充分地发挥其价值，本文采用BNi-2钎料真空钎焊连接等静压石墨管和304不锈钢管，研究了石墨/ BNi-2/不锈钢接头在1010 ℃、保温90 min条件下的显微组织和不同冷却工艺对接头残余应力的影响。研究表明：在1010 ℃，保温90 min条件下，钎焊接头致密无裂纹，Cr元素在石墨侧与石墨基体反应形成Cr7C3反应层，在不锈钢侧形成了σ-FeCr扩散层，界面接头组成为石墨 / Cr7C3/ Ni(s，s) + Ni3Si / σ-FeCr /不锈钢；经缓冷工艺处理的接头，常温剪切强度为28.38 MPa，比炉冷处理的接头剪切强度提高了22%；有限元数值分析结果表明，采用缓慢冷却的钎焊工艺可以有效缓解钎焊接头在冷却过程中产生的残余应力，符合剪切实验结果。

关键词：镍基钎料石墨管不锈钢管力学性能有限元数值分析钎焊

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钎焊间隙对钎焊接头残余应力的影响

焊接 2023年第12期 17-22,57页

作者：肖逸锋张楠鑫吴靓张汭湘潭大学湖南湘潭411105

在等静压石墨/BNi-2/304不锈钢套管式真空钎焊试验的基础上,使用有限元分析软件对钎焊接头在不同钎焊间隙下残余应力的大小和分布进行模拟,结合试验对模拟结果进行分析说明,判断接头薄弱区。结果表明,对于等静压石墨管和不锈钢管钎焊接... 详细信息

在等静压石墨/BNi-2/304不锈钢套管式真空钎焊试验的基础上,使用有限元分析软件对钎焊接头在不同钎焊间隙下残余应力的大小和分布进行模拟,结合试验对模拟结果进行分析说明,判断接头薄弱区。结果表明,对于等静压石墨管和不锈钢管钎焊接头,304不锈钢侧和BNi-2钎料层中的残余应力对接头强度的影响不大;随着钎焊间隙增加,径向残余应力减小,接头强度提升,但钎焊间隙过大时会使接头拉断,影响母材连接;通过模拟分析发现,当钎焊间隙为50μm左右时,母材连接不充分;当钎焊间隙为150μm左右时,获得良好接头;当钎焊间隙为250μm左右时,受304侧与石墨侧的径向残余应力共同作用下,接头产生环形裂纹;当钎焊间隙为350μm左右时,沿轴线方向距接头顶部约900μm、沿径向方向距钎料约600~1000μm处的等静压石墨为接头薄弱区,并产生环状裂纹衍生至接头端面。

关键词：等静压石墨钎焊间隙钎焊接头残余应力数值模拟

Cr含量对CrxMoNbTiZr系高熵合金组织与性能的影响

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金属热处理 2023年第1期48卷 18-23页

作者：郭景平肖逸锋吴靓张乾坤刘梓屹何鹏聪湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湖南湘潭411105 复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湖南湘潭411105

采用真空电弧熔炼的方法制备了CrxMoNbTiZr系高熵合金(x=0, 0.5, 1, 1.5)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站研究了Cr含量对该高熵合金结构、组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,Cr的... 详细信息

采用真空电弧熔炼的方法制备了CrxMoNbTiZr系高熵合金(x=0, 0.5, 1, 1.5)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站研究了Cr含量对该高熵合金结构、组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,Cr的添加使合金由单相BCC结构转变为富Zr相与富Mo-Nb相的双相BCC结构,随着Cr含量增加,在富Zr相中还有富Cr的Laves相析出;Cr1.5MoNbTiZr合金具有最高硬度765.53 HV,这是由于第二相析出强化、固溶强化与高熵合金晶格畸变的共同作用;Cr的加入增加了CrxMoNbTiZr系高熵合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中发生腐蚀倾向,但降低了该系高熵合金的腐蚀速率,同时发现Cr的添加存在一个临界值来保证合金的抗点蚀能力,超过这个临界值合金就会更容易发生点蚀现象。

关键词：高熵合金真空电弧熔炼组织结构耐蚀性能

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高铬明弧堆焊合金的显微组织及耐磨性

焊接学报 2012年第11期33卷 43-46,50页

作者：龚建勋肖逸锋湘潭大学机械工程学院湘潭411105

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有(质量分数,%)Cr 21～23,C 3.5～4.2,Si 1.4～1.6,B 0～1.8的耐磨合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪,研究B4C对其显微组织及耐磨性的影响,分析了明弧堆焊熔池凝固... 详细信息

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备了含有(质量分数,%)Cr 21～23,C 3.5～4.2,Si 1.4～1.6,B 0～1.8的耐磨合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪,研究B4C对其显微组织及耐磨性的影响,分析了明弧堆焊熔池凝固特点及Si,B等元素对焊缝脱氧的影响.结果表明,Si5C3可充当初生M7C3相的非均匀形核核心,随着外加B4C含量增加,初生M7C3相体积分数和尺寸均显著增加,形态由弥散分布转为聚集排列.此外,湿砂磨粒磨损试验和表面磨损形貌分析结果显示其耐磨性取决于初生M7C3相尺寸及分布形态,微观剥落为主要磨损机理.

关键词：明弧高铬堆焊耐磨性显微组织

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耐磨性和机加工性优良的药芯焊丝

中国机械工程 2003年第21期14卷 1874-1876页

作者：张清辉肖逸锋湘潭大学机械工程学院

研究了一种堆焊药芯焊丝 ,按通常工序制造与修复轧辊等设备 ,具有焊态机械加工性好 ,消除应力处理后硬度高、耐磨性好等特点 ,较好地处理了硬度、耐磨性和机加工性之间的矛盾。对其设计原理、具体的应用进行了阐述。

关键词：药芯焊丝硬度耐磨性可加工性