真空预氧化对冷喷涂NiCoCrAlY涂层氧化行为的影响

利用冷喷涂技术制备了NiCoCrAlY涂层,并对涂层进行了真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜和能谱分析等方法分析了NiCoCrAlY涂层真空预氧化前后的微观组织结构,并研究了真空预氧化处理对NiCoCrAlY涂层在1050℃下氧化行为的影响。结果表明:冷喷涂NiCoCrAlY涂层含氧量为0.25%(质量分数),孔隙率小于0.36%。真空预氧化处理使涂层由γ-Matrix Ni-Co-Cr单相结构转变为γ-Matrix Ni-Co-Cr固溶体和β-(Ni,Co)Al金属间化合物双相结构,并在涂层表面生成厚约0.47μm连续、致密的α-Al2O3氧化膜。喷涂态涂层和真空预氧化涂层在1050℃氧化200h后表面均生成致密、连续的以α-Al2O3为主的氧化膜。真空预氧化处理在100h内抑制了涂层表面尖晶石氧化物的形成,同时降低了氧化膜生长速率。     

真空预氧化对冷喷涂CoNiCrAlY涂层组织及热腐蚀性能的影响

利用冷喷涂技术制备CoNiCrAlY涂层,并对涂层进行真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜,能谱分析和透射电镜等方法分析了CoNiCrAlY涂层真空预氧化前后的微观组织结构,并研究了喷涂态涂层和真空预氧化涂层在900℃的75%Na2SO4+25%NaCl(质量分数,下同)熔盐中的热腐蚀行为和机理。结果表明:冷喷涂CoNiCrAlY涂层呈纳米晶结构,含氧量为0.12%,孔隙率小于0.28%(体积分数)。真空预氧化处理改善了涂层粒子间的结合,使涂层更加致密,并在涂层表面生成厚约0.26μm连续、致密的α-Al2O3氧化膜;喷涂态涂层和真空预氧化涂层在热腐蚀150h后表面均生成了以α-Al2O3为主的致密连续氧化膜,保护了基体免受腐蚀破坏;真空预氧化处理有效减缓了S和Cl等元素向涂层内扩散的速率,使涂层的抗腐蚀性能提高了近一倍。     

GH3030合金NiCrAlYSi涂层的高温防护性能

采用等离子喷涂法制备的航空发动机涡轮部件不能满足抗高温和热腐蚀需求。采用真空电弧离子镀技术(AIP)在GH3030镍基高温合金上制备170～180μm厚的NiCrAlYSi涂层,研究了该涂层700℃下的高温氧化行为和760℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明:经过长时间的氧化,NiCrAlYSi涂层表面形成了以Al2O3,Cr2O3为主的氧化膜,提高了其抗高温氧化性能;经过760℃,100h燃气腐蚀试验后,NiCrAlYSi涂层主要由Ni3Al和α-Cr相组成,NiCrAlYSi涂层明显改善了GH3030合金的抗低温热腐蚀性能。     

电弧喷涂Al,45CT及其复合涂层的抗高温氧化性能与机理

为获得抗氧化性能优良的涂层,采用电弧喷涂方法制备了Al,45CT及其复合涂层,探讨了3种涂层过渡层的形貌、物相及其相应的作用,分析了3种涂层的组织结构、抗氧化性能与机理。结果表明:Al涂层和复合涂层高温氧化后表面氧化膜有剥落现象,涂层中的抗氧化元素Cr含量很低;45CT涂层中的抗氧化元素Cr含量仍然很高,涂层的自我修复能力很强,表面生成的Cr2O3氧化膜具有优异的抗氧化性能;在涂层与基体结合处有一层过渡层,不仅增强了涂层与基体的结合力,还能进一步阻止氧化性气体向基体入侵,起到二次保护作用。     

冷喷涂CoNiCrAlY涂层在Na_2SO_4熔盐中的热腐蚀行为

利用冷喷涂技术制备CoNiCrAlY涂层,并对涂层进行了真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜,能谱分析等方法研究预氧化处理前后的CoNiCrAlY涂层在900℃的Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:冷喷涂CoNiCrAlY涂层含氧量为0.12%(质量分数),孔隙率小于0.28%(体积分数)。真空预氧化处理在涂层表面生成厚约0.26μm连续、致密的α-Al_2O_3氧化膜;喷涂态涂层和预氧化涂层在热腐蚀150h后表面均生成了以α-Al_2O_3为主的致密连续氧化膜,保护了基体免受腐蚀破坏;真空预氧化处理有效减缓了S和O等元素向涂层内扩散的速率,从而提高了涂层的抗Na2SO4熔盐热腐蚀性能;高温热腐蚀对涂层的破坏作用远大于高温氧化。在相同温度下,涂层在单一Na2SO4熔盐中腐蚀时,Al的消耗速率约为高温氧化时的2倍。     

铌合金表面渗镀复合涂层及其抗氧化研究

利用包埋渗结合化学镀技术在铌合金表面制备了复合涂层,研究了涂层在退火过程中的元素扩散行为及涂层的高温抗氧化性能。结果表明:复合涂层以晶态Ni和Al_3Nb相为主;退火过程中渗层中的Al元素向外扩散,涂层转变为晶态,形成了Ni Al_3、Al_3Nb、Ni Al相。对退火前后的涂层进行1000℃恒温氧化实验,20 h后沉积态涂层的增重为7.7 mg/cm~2,表面主要含Ni O、Al_2O_3、Ni Al相;退火态涂层样品的增重为4.9 mg/cm~2,表面生成了Al_2O_3、NiNb_2O_6、NiAl_2O_4等相。氧化后涂层与基体结合良好。退火态涂层表面由于富Al元素,氧化后形成较多的Al_2O_3,比沉积态的涂层能更有效地减缓氧化进程,提高铌合金的抗氧化性。     

渗铝涂层对Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能的影响

为提高电热合金丝的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋法在Cr20Ni80电热合金丝表面制备渗铝涂层,通过高电阻电热合金快速寿命装置对渗铝试样在恒温1 000℃下进行高温氧化试验、在恒温1 200℃下进行快速寿命测试并拟合电阻随时间的变化曲线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和热重分析仪(TGA)研究了渗铝涂层结构、氧化膜形貌、氧化膜相组成以及渗铝试样氧化动力学.结果 表明:渗铝试样快速寿命相较于未渗铝试样提高了7.62％.渗铝涂层为双层结构,内外层厚度约为5岬和40 μm.渗铝试样氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.氧化膜分为3层:最外层为Al2 O3与微量NiO;次外层为NiAl及少量Al2O3、NiO;最内层是富Cr层和Cr2O3,并存在少量不连续分布的SiO2.氧化初期,渗铝试样迅速在表面形成了一层均匀致密的Al2O3保护性氧化膜,有效地改善了Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能.     

过渡层对TiAlSiN涂层性能的影响

研究不同的过渡层对TiAlSiN涂层结合力和高温抗氧化性的影响。利用划痕仪测定临界载荷,用体视显微镜观察划痕形貌;利用高温热处理炉对试样进行800℃高温抗氧化实验和1200℃淬火实验,并观察宏观形貌;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析。结果表明:基材进行氮化处理对涂层膜基结合力的提升和高温抗氧化性能的提高有一定的加强作用,Cr过渡涂层对涂层膜基结合力和高温抗氧化性能的提高较大,其氧化速率远低于经过氮化处理的锆合金表面涂层的氧化速率,膜基结合力大约33N;通过物相分析,涂层均生成了对应的物相,当氮化剂量达到一定值后,会生成硬度较高的Zr N物相。     

NiCoCrAlY(Si)梯度涂层对Ni3Al基单晶合金IC6SX抗氧化性能的影响

采用超音速火焰喷涂的方法在Ni3Al基单晶合金IC6SX上涂覆了NiCoCrAlYSi/NiCoCrAlY梯度涂层,研究了涂层对IC6SX合金1100℃抗氧化性能的影响.利用扫描电镜、X射线衍射等手段观察了氧化试样的微观结构,分析了氧化产物的成分及涂层氧化前后的相组成变化.结果表明:涂层表面形成了致密的氧化膜,氧化膜由内外两层组成,内层主要由Al2O3组成,外层主要由NiAl2O4及少量的Cr2O3组成;涂层有效地控制了Mo元素的扩散氧化,对IC6SX合金的抗氧化性能有明显改善.     

铬含量对铁基涂层抗高温氧化性能的影响

采用电弧喷涂技术制备四种铁基抗高温氧化涂层.将涂层加热到800℃进行240h高温氧化实验.采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行分析.结果表明:铬含量对铁基合金涂层的抗高温氧化性能有显著的影响,当铬含量大于40%(质量分数,下同)时,涂层表面生成了连续的Cr2O3保护膜,涂层具有良好的抗高温氧化性能.铬含量(<30%)较低的涂层,涂层表面只能生成少量尖晶石结构的氧化物FeCr2O4,对基体有一定的保护,但其氧化产物大部分是Fe2O3,组织结构疏松,容易脱落,保护性能较差.