陈利
- 作品数：38 被引量：164H指数：8
- 供职机构：中南大学材料科学与工程学院粉末冶金国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术机械工程经济管理更多>>
- 研发硬质合金的集成计算材料工程被引量：12
- 2016年
- 用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10^(-10)10^(-8)m)、细观(10^(-8)10^(-4)m)、介观(10^(-4)10^(-2)m)和宏观(10^(-2)10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.
- 张伟彬杜勇彭英彪李娜周鹏程开明张聪张忠健王社权徐涛陈伟民陈利谢文温光华龙坚战张颢刘向忠金展鹏
- 关键词：硬质合金
- Al含量对TiAlN涂层结构及性能的影响被引量：6
- 2022年
- 目的系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。方法利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti_(50)Al_(50)、Ti_(40)Al_(60)和Ti_(33)Al_(67)靶材制备出4种Ti_(1‒x)Al_(x)N涂层。分别利用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、热重分析仪(TGA)和以及电化学工作站,分析了涂层的成分、微观结构、力学性能、热稳定性、抗氧化性和耐蚀性。结果4种Ti_(1‒x)Al_(x)N涂层均为面心立方结构,硬度由TiN的~26.4 GPa上升到Ti_(0.38)Al_(0.62)N的~32.7 GPa。Ti_(0.55)Al_(0.45)N和Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层在1100℃退火后,可检测到六方铅锌矿结构(w-)AlN相,而Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层在1000℃退火后便可检测到w-AlN相。Ti_(0.55)Al_(0.45)N和Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层的硬度在900℃退火后达到最高值,分别为~32.8 GPa和~33.3 GPa;而Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层的硬度在800℃时达到最高值,为~36.2 GPa。在800℃氧化20 h后,TiN已经被完全氧化,Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Ti_(0.38)Al_(0.62)N的氧化层厚度分别为~3.5、~0.6、~0.6μm。Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N、Ti_(0.38)Al_(0.62)N在抛物线氧化阶段的氧化激活能分别为530.9、370、375.9 kJ/mol。TiN、Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N、Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层的极化电阻分别为4.59×10^(4)、1.97×10^(3)、3.71×10^(3)、4.42×10^(4)Ω·cm^(2)。结论x<0.62时,涂层保持单相立方结构,且晶格常数和晶粒尺寸随Al含量的增加而减小。Al含量的提高优化了TiAlN涂层的力学性能,促进了涂层的热分解。Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层具有最优的抗氧化性能。另外,Al的加入降低了TiN涂层的抗腐蚀性能,但是含Al涂层的抗腐蚀性随Al含量的增加而增大。
- 王北川陈利
- 关键词：TIALN涂层热稳定性抗氧化性能耐腐蚀性能
- Al含量对Cr_(1-x)Al_(x)N涂层力学、热稳定性、抗氧化性及耐蚀性的影响被引量：2
- 2022年
- 目的探讨Al含量对Cr_(1–x)Al_(x)N涂层结构和性能的影响。方法在阴极弧蒸发设备中,分别采用Cr、Cr_(0.70)Al_(0.30)、Cr_(0.50)Al_(0.50)、Cr_(0.40)Al_(0.60)和Cr_(0.30)Al_(0.70)靶材制备5种不同Al含量的Cr_(1–x)Al_(x)N涂层。借助能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站对Cr_(1–x)Al_(x)N涂层的成分、结构、力学性能、热稳定性、抗氧化性和耐蚀性进行研究。结果5种Cr_(1–x)Al_(x)N涂层均呈单相面心立方结构,其硬度随Al含量的增加而提升,由CrN的(16.9±0.8)GPa升至Cr_(0.75)Al_(0.25)N的(25.1±0.7)GPa、Cr_(0.56)Al_(0.44)N的(27.0±1.1)GPa、Cr_(0.46)Al_(0.54)N的(28.5±1.5)GPa和Cr_(0.36)Al_(0.64)N的(30.4±0.8)GPa。所有涂层在1000℃退火后,开始出现六方h-Cr2N的衍射峰,其衍射峰强度随Al含量的上升而降低。Cr_(0.75)Al_(0.25)N、Cr_(0.56)Al_(0.44)N和Cr_(0.46)Al_(0.54)N涂层在1100℃退火后,可检测到六方纤锌矿结构w-AlN相,而高Al含量Cr_(0.36)Al_(0.64)N涂层在1000℃退火后,便可检测到w-AlN相。在1000℃氧化15 h后,CrN涂层已经完全氧化,Cr_(0.75)Al_(0.25)N、Cr_(0.56)Al_(0.44)N、Cr_(0.46)Al_(0.54)N和Cr_(0.36)Al_(0.64)N涂层的氧化层厚度分别约为0.4、0.3、0.3、0.2μm;在1100℃氧化15 h后,CrN、Cr_(0.75)Al_(0.25)N和Cr_(0.56)Al_(0.44)N涂层已完全氧化,而Cr_(0.46)Al_(0.54)N和Cr_(0.36)Al_(0.64)N涂层的氧化层厚度分别约为2.5、1.4μm。CrN、Cr_(0.75)Al_(0.25)N、Cr_(0.56)Al_(0.44)N、Cr_(0.46)Al_(0.54)N和Cr_(0.36)Al_(0.64)N涂层在3.5%的NaCl溶液中测得的极化电阻分别为567.69、5.34、71.80、160.10、92.56 kΩ·cm^(2)。结论涂层的硬度和抗氧化性随Al含量的增加而提升。Al的加入在抑制Cr—N分解的同时,促进了涂层中w-AlN的生成。CrN涂层具有最优的耐蚀性,而在含Al涂层中,涂层的耐蚀性随Al含量的增加呈现出先上升、后下降的趋势。
- 王桂云陈利
- 关键词：热稳定性能抗氧化性能耐蚀性能
- 一种切削不锈钢用的PVD纳米多层涂层及其制备方法
- 本发明公开了一种切削不锈钢用的PVD纳米多层涂层及其制备方法，具体制作工艺如下：(A)将硬质合金基体做表面清洁处理；(B)接着在真空条件下，采用多靶磁控溅射方法在旋转运动的硬质合金基体上交替沉积以TiN/(Ti<Sub>...
- 陈利杜勇李佳黄伯云王社权
- 文献传递
- 硬质合金和耐磨涂层的热力学数据库及集成计算材料工程
- 硬质合金具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀及高化学稳定性等优良性能,被誉为“工业的牙齿”,广泛地用作刀具、钻具、耐磨零件等。通常会在硬质合金上沉积高硬度的耐磨防护涂层以提高切削刀具的使用寿命。为满足当今切削加...
- 杜勇彭英彪张伟彬许雨翔陈伟民程开明陈利张利军刘树红
- 关键词：硬质合金耐磨涂层
- TiAlSiN多元PVD涂层的研究被引量：19
- 2010年
- 采用PVD方法在硬质合金基体上制备了不同成分与结构的TiAlN涂层和TiAlSiN涂层。研究了涂层的组织结构和物理性能,分析了Si元素掺杂在TiAlN基涂层中的作用机理及其对涂层性能的影响,并通过切削实验对涂层刀具的使用性能进行了验证。结果表明:在TiAlN基涂层中添加了Si元素获得了明显区别于TiAlN涂层的组织结构,Si元素以Si3N4非晶相形式包覆在TiAlN晶界,一方面起到了细化涂层晶粒尺寸提高涂层硬度的效果,另一方面还可以提高涂层的热稳定性能。切削实验表明,含Si元素的TiAlSiN涂层在许多应用条件下也表现出较TiAlN涂层更优异的使用性能。
- 李佳陈利王社权
- 关键词：SI元素热稳定性切削刀具
- 基于混合粒子群算法的物流配送车辆路径问题的研究
- 配送是物流系统中很重要的一个环节。在物流的各项成本中，配送成本占了相当高的比例。车辆路径问题是配送系统中的核心问题，也是研究热点之一。路径安排合理能有效提高运输效率、降低服务成本。本文以物流配送为背景，对物流配送车辆路径...
- 陈利
- 关键词：物流配送车辆路径粒子群算法爬山算法物流系统
- 文献传递
- 高Al含量(Ti，Al)N涂层的微观组织与性能研究
- 借助 EPMA、XRD、SEM、TEM、纳米压痕和划痕实验研究了由磁控溅射在硬质合金基体上沉积 TiN 和（Ti,Al）N 涂层的微观结构和物理性能。研究表明：TiN 和(Ti_(0．34,Al)N 涂层均为面心立方结构...
- 陈利杜勇朱志军
- 关键词：结合力
- 文献传递
- 钛合金表面不同多层结构Cr/CrAlN涂层的制备及磨损性能被引量：2
- 2022年
- 为改善TC4钛合金(Ti-6A1-4V)表面力学性能和抗磨损性能,利用多弧离子镀技术在其表面沉积制备Cr层与CrAlN层交替(1、5和10个循环周期)沉积的Cr/CrAlN多层涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、轮廓仪、洛氏压痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损等对涂层的微观结构和性能进行研究。结果表明:Cr/CrAlN-1涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相,而Cr/CrAlN-5和Cr/CrAlN-10多层涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相和Cr相。随着循环周期的增加,(Al,Cr)N相的优先生长方向由(111)晶面转变为(200)晶面,同时涂层的晶粒尺寸减小。金属Cr层的加入和多层结构可以显著增加Cr/CrAlN多层涂层的膜-基结合强度。此外,Cr/CrAlN涂层显著提升了钛合金基体的硬度和耐磨性能,其中Cr/CrAlN-1的显微硬度(2465HK_(0.025))最高,而Cr/CrAlN-5的磨损率(1.52×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))最低,Cr/CrAlN多层涂层的磨损失效机理主要为氧化磨损。
- 张向东蔡习军蔡飞张世宏陈利
- 关键词：多弧离子镀微观结构
- (Ti,Al)N涂层的微观组织和性能被引量：19
- 2006年
- 采用EPMA、XRD、SEM、TEM、HR-TEM、EDX、纳米压痕、氧化实验和切削实验研究了磁控溅射在硬质合金基体上沉积TiN涂层和(Ti,Al)N涂层的微观组织结构和性能。结果表明:TiN涂层晶粒为喇叭口柱状晶,(Ti,Al)N涂层为面心立方平直柱状晶,由于固溶了Al元素,(Ti,A l)N涂层呈(200)面择优生长;(Ti,Al)N涂层在硬质合金基体上无外延生长;(Ti,Al)N涂层在800℃氧化后形成Al2O3/TiO2/(Ti,Al)N的分层结构;(Ti,Al)N涂层具有更高的硬度和更好的切削性能。
- 陈利吴恩熙尹飞王社权汪秀全
- 关键词：(TI,AL)N涂层硬质合金
