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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第4期31卷 750-763页

作者： Jia Liu shuanglu duan Xiaokang Yue Ningsong Qu College of Mechanical and Electrical Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

The Ti-5Al-2Sn-4Zr-4Mo-2Cr-1Fe(β-CEZ)alloy is considered as a potential structural material in the aviation industry due to its outstanding strength and corrosion resistance.Electrochemical machining(ECM)is an efficient and low-cost technology for manufacturing theβ-CEZ alloy.In ECM,the machining parameter selection and tool design are based on the electrochemical dissolution behavior of the materials.In this study,the electrochemical dissolution behaviors of theβ-CEZ and Ti-6Al-4V(TC4)alloys in NaNO3solution are discussed.The open circuit potential(OCP),Tafel polarization,potentiodynamic polarization,electrochemical impedance spectroscopy(EIS),and current efficiency curves of theβ-CEZ and TC4 alloys are analyzed.The results show that,compared to the TC4 alloy,the passivation film structure is denser and the charge transfer resistance in the dissolution process is greater for theβ-CEZ alloy.Moreover,the dissolved surface morphology of the two titanium-based alloys under different current densities are analyzed.Under low current densities,theβ-CEZ alloy surface comprises dissolution pits and dissolved products,while the TC4 alloy surface comprises a porous honeycomb structure.Under high current densities,the surface waviness of both the alloys improves and the TC4 alloy surface is flatter and smoother than theβ-CEZ alloy surface.Finally,the electrochemical dissolution models ofβ-CEZ and TC4 alloys are proposed.

关键词： electrochemical machining dissolution behavior β-CEZ titanium alloy polarization curve current efficiency

纳米稀土CeO2掺杂对Ni-Fe-Co-P合金镀层性能的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第6期49卷 2095-2103页

作者：傅秀清段双陆林尽染沈莫奇王清清南京农业大学工学院江苏南京210031 南京农业大学江苏南京210031 江苏省智能化农业装备重点实验室江苏南京210031

利用喷射电沉积技术制备了Ni-Fe-Co-P-CeO2复合镀层。通过SEM、XRD、EDS等测试了复合镀层的表面形貌、截面形貌、物相结构和组成成分,同时,表征了复合镀层的硬度、耐磨和耐蚀性能,探究和分析了纳米稀土CeO2颗粒浓度对镀层性能的影响。... 详细信息

利用喷射电沉积技术制备了Ni-Fe-Co-P-CeO2复合镀层。通过SEM、XRD、EDS等测试了复合镀层的表面形貌、截面形貌、物相结构和组成成分,同时,表征了复合镀层的硬度、耐磨和耐蚀性能,探究和分析了纳米稀土CeO2颗粒浓度对镀层性能的影响。结果表明:该多元复合镀层为非晶态结构;随着镀液中CeO2颗粒浓度的增加,复合镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先增强后减弱的趋势;镀液中CeO2颗粒浓度为1 g/L时,复合镀层的表面均匀致密,其HV0.1显微硬度达到最大值5982 MPa,且具有最优的耐磨和耐蚀性能。

关键词：喷射电沉积 Ni-Fe-Co-P-CeO2复合镀层显微硬度耐磨性耐蚀性

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电解加工交叉孔相贯处过渡圆弧的试验研究

南京农业大学学报 2020年第3期43卷 556-563页

作者：傅秀清沈莫奇林尽染王清清段双陆南京农业大学工学院/江苏省智能化农业装备重点实验室江苏南京210031

[目的]为进一步提高柴油发动机的燃油效率,降低发动机零部件的更换和维修成本,对利用电解加工技术去除燃油喷射体内交叉孔相贯处的锐边和毛刺,且精确控制过渡圆弧半径进行研究。[方法]基于COMSOL Multiphysics建立电解加工交叉孔相贯处... 详细信息

[目的]为进一步提高柴油发动机的燃油效率,降低发动机零部件的更换和维修成本,对利用电解加工技术去除燃油喷射体内交叉孔相贯处的锐边和毛刺,且精确控制过渡圆弧半径进行研究。[方法]基于COMSOL Multiphysics建立电解加工交叉孔相贯处过渡圆弧的加工过程模型,研究阴极结构、加工时间对过渡圆弧半径的影响规律,并对阴极结构进行优化设计,得到优化阴极,建立优化阴极的交叉孔相贯处过渡圆弧的加工过程模型,并进行优化阴极电解加工去除交叉孔相贯处锐边和毛刺的工艺试验,对比分析试验和仿真得到的过渡圆弧半径。[结果]优化阴极电解加工去除了交叉孔相贯处的锐边和毛刺,精确控制过渡圆弧平均半径(R)为2.029 mm,达到R=(2±0.2)mm的尺寸要求。建立的电解加工过程模型可以准确预测过渡圆弧的尺寸,减少试验工作量,指导了阴极的结构设计和工艺试验的参数选择。[结论]最终得到的优化阴极可以精确控制电解加工交叉孔相贯处过渡圆弧半径达到R=(2±0.2)mm。

关键词：电解加工燃油喷射体电解加工过程模型过渡圆弧工艺试验

回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性能研究

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材料科学与工艺 2020年第4期28卷 73-81页

作者：段双陆傅秀清沈莫奇王清清马文科南京农业大学工学院南京210095 江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

为延长回转体零件的使用寿命,提高其耐腐蚀性能,本文利用喷射电沉积技术在45钢外圆表面制备Ni-P合金镀层和Ni-P-ZrO2复合镀层,采用扫描电镜、腐蚀失重法和电化学测试分析等测试手段对Ni-P-ZrO2复合镀层、Ni-P合金镀层和45钢基体在50 g/L... 详细信息

为延长回转体零件的使用寿命,提高其耐腐蚀性能,本文利用喷射电沉积技术在45钢外圆表面制备Ni-P合金镀层和Ni-P-ZrO2复合镀层,采用扫描电镜、腐蚀失重法和电化学测试分析等测试手段对Ni-P-ZrO2复合镀层、Ni-P合金镀层和45钢基体在50 g/L NaCl溶液中的表面形貌和耐腐蚀性能进行研究,并探究腐蚀机理。研究表明:Ni-P-ZrO2镀层相对Ni-P镀层表面致密度更高,缺陷较少;浸泡相同时间,Ni-P-ZrO2镀层的失重量最小,腐蚀速率最小;电化学测试实验中,Ni-P-ZrO2复合镀层的腐蚀电流最低(43.2×10^-5 A/cm^2),共沉积ZrO2颗粒后,Ni-P-ZrO2复合镀层容抗弧半径更大,极化电阻值Rp增大为Ni-P合金的3倍,双层电容值Cd由4.7438μF/cm^2降低为3.8872μF/cm^2。在相同条件下腐蚀后,Ni-P-ZrO2复合镀层的表面较为完好,腐蚀产物较少;Ni-P合金次之,有较多黑色腐蚀产物;45钢表面形貌最差。综上,采用喷射电沉积在回转体表面制备的Ni-P-ZrO2复合镀层相对Ni-P合金镀层和45钢基体表现出更优良的耐腐蚀性能。

关键词：回转体零件喷射电沉积 Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性能腐蚀机理

磁场辅助下ZrO2纳米颗粒质量浓度对镀层耐磨性能的影响研究

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材料科学与工艺 2020年第6期28卷 73-79页

作者：沈莫奇傅秀清段双陆王清清徐烨马文科南京农业大学工学院南京210095 江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

为了进一步延长45钢工件的耐磨性能,减少企业维修和更换45钢类零件的成本,在传统材料45钢表面,开展了稳恒磁场辅助的电喷镀试验研究,通过配制不同ZrO2纳米颗粒质量浓度的镀液,制备了Ni-P-ZrO2镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(... 详细信息

为了进一步延长45钢工件的耐磨性能,减少企业维修和更换45钢类零件的成本,在传统材料45钢表面,开展了稳恒磁场辅助的电喷镀试验研究,通过配制不同ZrO2纳米颗粒质量浓度的镀液,制备了Ni-P-ZrO2镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度检测仪和共聚焦显微镜等仪器对镀层表面形貌、Zr元素含量、显微硬度以及耐磨性能进行了分析。研究发现:ZrO2纳米颗粒和稳恒磁场的加入改善了镀层表面形貌,提高了显微硬度和耐磨性能;当ZrO2纳米颗粒质量浓度达到15 g/L时,ZrO2纳米颗粒易出现团聚现象,不利于镀层表面性能的进一步提升。磁场辅助下,镀液中ZrO2纳米颗粒质量浓度为10 g/L时,得到的镀层表面更加平整、显微硬度最高达到了739.30HV,且磨痕宽度、深度以及截面面积达到最小值,分别为367.617、5.673μm和1 288.155μm2,镀层耐磨性能最佳。

关键词： Ni-P-ZrO2镀层磁场辅助电喷镀工艺试验耐磨性能