阳极氧化和预氧化提高渗铝TiAl合金的热腐蚀性能

为提高TiAl合金的抗热腐蚀性能,采用渗铝、阳极氧化和预氧化技术在TiAl合金表面制备致密的防护涂层。研究700°C下涂层保护的TiAl合金在75%Na2SO4+25%NaCl(质量分数)熔盐环境中的热腐蚀行为。结果表明,阳极氧化和预氧化可促进Al2O3防护层的形成,有效阻止热腐蚀环境下熔融盐和氧气向基体的扩散。在热腐蚀过程中,渗铝层为致密Al2O3层的持续形成提供铝元素。另外,预氧化后渗铝层中形成由TiAl3和TiAl2组成的梯度扩散层,降低涂层内部的应力。     

电弧离子镀NiCrAlY涂层900℃的热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术在镍基单晶合金上沉积Ni28Cr11Al0.5Y涂层,并研究了镍基单晶合金及有Ni28Cr11Al0.5Y涂层镍基单晶合金在900℃的75%Na2SO4+25%K2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明,镍基单晶合金遭受了破坏性的热腐蚀,出现了严重的内硫化和内氧化;而由于Ni28Cr11Al0.5Y涂层在熔盐中生成连续的Al2O3氧化膜,阻止了熔盐对单晶合金的腐蚀,有涂层镍基单晶合金表现出优良的抗热腐蚀性能。     

新型Ni-Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀

利用XRD,SEM和EDS等实验技术研究了一种新的超级超临界锅炉过热器管材Ni-Cr-Co基高温合金在模拟煤燃烧环境中的高温腐蚀行为.合金在700℃遭受的腐蚀过程分为2个阶段.在初始阶段,合金发生了氧化和硫化腐蚀,表面形成了保护性的Cr2O3膜,同时出现了内硫化现象.在加速腐蚀阶段,因CoSO4熔盐在合金表面的稳定存在使合金遭受严重的低温热腐蚀.当处于较高的SO3分压时,钴或氧化钴在合金表面熔盐中的溶解是造成合金抗腐蚀性能退化的原因.     

镀镍层对钽合金微弧氧化层抗热冲击性能的影响

在钽合金微弧氧化陶瓷层表面电镀镍,分析了陶瓷层和镀镍层的形貌、成分组成及陶瓷层与镀镍层的结合情况,研究了陶瓷层与熔融镍接触时镀镍层对其抗热冲击性能的影响。结果表明：采用微弧氧化技术在钽合金表面制备的陶瓷层主要成分为Ta₂O₅,厚度可达30~35μm;采用PVD结合电镀的方法在陶瓷层表面制备的镍镀层厚度为20~30μm,且镀镍层表面致密,镀镍层与陶瓷层结合连续紧密;没有镀镍层的钽合金试样在浇铸过程中受到熔融镍的热冲击后表面陶瓷层会开裂失效,导致基体被熔解;有镍镀层的钽合金试样在受到熔融镍的热冲击后表面陶瓷层连续完整,镀镍层可以有效地防止陶瓷层开裂,显著提高陶瓷层的抗热冲击性能。     

新型镍基高温合金在模拟燃煤锅炉环境中的腐蚀

在人工合成的煤灰／烟气环境中研究了一种新型镍基高温合金550℃和700℃的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明，合金在550℃发生了不均匀的点蚀，表面形成了一层很薄的Cr2O3膜，腐蚀按照硫化机制发展，合金在700℃腐蚀时，初期发生了氧化和硫化腐蚀，表面生成了保护性的氧化膜，并有内硫化物析出，由于合金表面生成CoO并在表面形成熔融态硫酸盐而逐渐进入加速腐蚀阶段，使合金遭受严重的低温热腐蚀，腐蚀产物外层为疏松的混合尖晶石化合物，内层为致密的氧化物层，在腐蚀层、腐蚀层与基体界面和Cr元素贫化区内分布着硫化物，合金耐腐蚀性能的迅速退化是合金表面Co及其氧化物在混合熔盐中的溶解所致。     

腐蚀产物MgO对Fe基合金在固态和熔融NaCl-MgCl2 中高温耐蚀性能的影响

熔融氯化盐是下一代聚光式太阳能热发电站（第3代CSP）候选传热和储热介质,含MgCl₂的熔融氯化盐对金属传热管道和储热容器腐蚀后在其表面形成MgO,MgO对管道耐腐蚀性能影响尚不清楚。通过对比碳钢和3种Fe-Cr-Ni合金在固态（345 ℃）和熔融NaCl-MgCl₂（445和545 ℃）中的腐蚀行为,分析了MgO对4种试样在不同温度下的腐蚀行为机理。结果表明,在固态NaCl-MgCl₂中,碳钢表面MgO壳致密且连续,可以保护试样免受腐蚀。在熔融NaCl-MgCl₂中,4种试样表面也生成了致密的MgO壳,但它因热应力作用而开裂和剥落,熔融盐沿着氧化膜裂纹渗入MgO/基体界面,发生化学-电化学联合腐蚀反应,不能保护试样免受该熔盐腐蚀。     

铼对CoNiCrAlY涂层合金抗热腐蚀性能的影响

对一种掺3%～5%(质量分数,下同)铼(Re)的CoNiCrAlY燃气轮机用高温涂层合金在1000℃进行热腐蚀实验,利用X射线衍射、SEM和EDS分析其热腐蚀行为。结果表明,无论掺杂Re与否,涂层合金均产生内氧化现象;与不掺杂Re的合金相比,CoNiCrAlY合金中Re的加入能够减小贫Al区的厚度,稳定α-Cr(Re)相,有利于Cr2O3氧化膜的形成,进而阻挡了熔融的Na2SO4与基体的接触,防止熔盐对基体的热腐蚀。     

几种含铌镍基合金的热腐蚀研究

用硫酸钠沉积法研究了四种镍基合金-Ni-16Cr,Ni-16Cr-2Nb,IN738和537合金-在900～1000℃之间的热腐蚀行为。用热天平测量了热腐蚀动力学曲线,用金相、SEM、电子探针、X 射线衍射和~(3δ)S 示踪法观察和分析了腐蚀产物。研究发现,Ni-16Cr-2Nb 合金中的铌富集在表面氧化膜内,形成 NaNbO_3而降低熔盐中的 O~(2-)浓度,抑制 Cr_2O_3膜与熔盐的反应;但在复杂成份的合金中。铌的上述作用可能促进氧化膜的酸性熔融。鈪同时能促进硫在 Ni-16Cr-2Nb 变形合金晶界上的连续分布,加速内硫化过程。     

表面涂覆CeO2预氧化处理对铁基合金HK40热腐蚀抗力的影响

用熔盐电化学方法,结合各种物相分析手段,研究了预氧化处理和表面涂覆CeO_2后预氧化处理对HK40和Cr12熔盐腐蚀过程的影响,测量经各种处理的合金在75％(NaK)_2SO_4～25％NaCl熔盐中的自腐蚀电位E_(corr)、极化阻力R_p,并计算腐蚀电流密度I_(corr)。结果表明:稀土Ce以CeO_2的形式存在于合金表面,能通过促进稳定氧化铬膜的形成,降低氧化和在熔盐中的溶解度等方式增强合金氧化膜的保护性能,提高合金的热腐蚀抗力。     

真空电弧镀Al-Si-Y涂层的热腐蚀行为研究

采用真空电弧镀技术在镍基高温合金基材上制备Al-Si-Y涂层.通过涂盐试验对涂层的热腐蚀性能进行了测试,利用场发射电子显微镜和X射线能谱仪对显微组织进行了观察和成分检测,研究了高温合金基材及Al-Si-Y涂层在900℃条件下不同NaCl Na2SO4含量熔盐中的热腐蚀行为.结果表明,Al-Si-Y涂层能有效提高合金抗热腐蚀性能,对NaCl的加入量不敏感,这与涂层在热腐蚀过程中生成了连续致密的Al2O3氧化膜有关.     

氟硼酸盐电镀铅锡减摩合金工艺的研究

绪言电镀铅-锡合金常用于减摩、焊接和抗腐蚀。本研究是将Pb-Sn合金用于双金属轴瓦的减摩,以延长轴瓦的使用寿命。电镀Pb-Sn合金的第一个专利是美国的Croff、W1920年提出的,主要用于海军鱼雷空气瓶内表面的防护层。1952年Harold W.Schultz提出了在铝和A1-Si合金上镀Pb-Sn及Pb-Sn-Cu的专利。1963年苏联提出从氟硼酸硫及氟硅酸盐中电镀Pb-Sn合金,并用于工业生产。     

TiAl合金表面搪瓷基复合涂层与多弧离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀行为对比研究

以Ti-45Al-2Mn-2Nb合金为基体,采用多弧离子镀制备NiCrAlY涂层、喷涂-烧结法制备搪瓷基复合涂层,对比研究了2种涂层以及合金基体的热腐蚀行为。热腐蚀实验温度为850℃,选用饱和盐溶液溶质成分为75%Na_2SO_4+25%NaCl (质量分数),涂盐量为1.5～2.5 mg/cm~2。研究结果表明,合金基体完全不具备抗热腐蚀能力,表面形成的氧化膜疏松多孔,且极易剥落;NiCrAlY涂层表面生成的保护性Al_2O_3膜提高了合金的抗热腐蚀能力,然而涂层与基体间严重的互扩散及Al_2O_3膜与熔盐的碱性溶解使得NiCrAlY涂层逐渐失效,热腐蚀60 h即出现氧化膜的剥落;而搪瓷基复合涂层在熔盐环境中只发生了轻微的物理溶解,具有极高的热稳定性及较低的热腐蚀速率,有效地阻隔了腐蚀性离子的入侵,抗热腐蚀性能优异。     

Y、Ta、Cr元素对Ni-10%Cu-10%Fe-10%Al合金在850℃冰晶石熔盐气氛中热腐蚀行为的影响

通过真空铸造得到Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu(质量分数)及分别添加0.8%Y、5.3%Ta和13.6%Cr(质量分数)的Ni-Fe-Al-Cu-X(X:Y或Ta或Cr)4种合金,采用熔盐腐蚀实验及SEM,XRD及EDX测试研究各合金在850℃静态冰晶石熔盐气氛中的腐蚀行为。结果表明:在850℃冰晶石熔盐气氛中,Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金表面形成的氧化物保护膜;由于氧的聚集、扩散,并在熔盐/氧化膜界面处发生O2+2e=2O2还原反应,而生成的O2与MeO反应生成MeO22,致使NiO和Al2O3等氧化物层疏松、多孔、易剥落;另外,氧化物保护膜也被熔盐挥发的氟化物通过物理化学作用而溶解,形成坑洞,腐蚀层呈现层叠状;添加0.8%Y和5.3%Ta可净化合金晶界,使腐蚀层中氧化产物更致密,提高合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能;添加13.6%Cr的Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金,其腐蚀层形成Cr2O3及NiCr2O4冰晶石结构的化合物,降低其他氧化物的活度,提高氧化膜的保护作用,该合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能最好。     

熔融盐热腐蚀的电化学阻抗模型

研究了Ｎｉ３Ａ,ＦｅＡｌ合金及溅射ＣｏＣｒＡｌＹ涂层在熔融盐腐蚀过程中的阻抗谱特征,根据合金在熔融盐腐蚀过程进行了表面氧化膜形成的特点,并结合阻抗实验结果,提出金属材料在熔融盐腐蚀过程中的电化学阻抗模型,当合金表面形成完整,致密的氧化膜时,其阻抗谱呈双容抗弧特征;反之,当氧化膜疏松,多孔时,则表现为受氧化剂扩散控制;当合金表面氧化膜不完整的涂层遭受局部较快腐蚀时,则通常表现为双容抗弧特征。     

AZ91D压铸镁合金激光局部重熔区气孔的形成机制

采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱分析仪(XPS)等分析手段,研究了NiTi合金表面绝缘膜的结构及成分,从而探讨非阀金属NiTi合金表面微弧氧化陶瓷膜层的形成机制.结果表明,NiTi合金微弧氧化过程中的电流密度-时间曲线与纯钛形状基本一致,也可分为3个阶段,但其最大的电流密度为后者的13倍;NiTi合金表面的绝缘膜主要是通过电化学沉积形成的Al2O3及少量的TiO2、Ni2O3和磷酸盐薄膜,这一绝缘膜就相当于阀金属的阳极氧化膜,为NiTi合金进行微弧氧化处理提供了前提条件;NiTi合金表面的陶瓷膜层主要来源于电解液中的铝酸根离子和少量的基体Ni和Ti(包括固态的和溶解于电解液中离子态的),经反复的放电、熔融、喷射、冷却、凝固,发生一系列的电化学、等离子体化学和热化学反应最终形成表面粗糙多孔陶瓷膜层.     

电弧离子镀NiCrAlY涂层对镍基单晶合金热腐蚀行为的影响

采用电弧离子镀技术在镍基单晶合金表面沉积Ni28Cr11Al0.5Y涂层,研究镍基单晶合金及其Ni28Cr11Al0.5Y涂层在900℃的75%Na2SO4+25%K2SO4(质量分数)熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:镍基单晶合金受到了严重的热腐蚀,镍基单晶合金内部出现了严重的内硫化和内氧化现象,且内硫化物区域和内氧化物区域出现明显分层结构,与外腐蚀层相邻的区域为内氧化区域,远离外腐蚀层的基体内部形成内硫化区域;而Ni28Cr11Al0.5Y涂层在热腐蚀过程中,表面生成连续的Al2O3氧化膜,且随腐蚀时间延长,Al2O3氧化膜的厚度增大,表现出优良的抗热腐蚀性能。     

IC6合金真空电弧镀沉积HY3防护涂层研究

采用真空电弧镀沉积技术，使用Ａ１０００专用装置在ＩＣ６合金上制备了ＨＹ３防护涂层，进行了性能试验。结果表明，ＩＣ６合金施加ＨＹ３涂层后，大大提高了合金抗周期氧化和抗燃气热腐蚀能力。涂层厚度３０μｍ，对ＩＣ６合金的高温持久性能没有影响，对叶片实验的热疲劳性能无不良影响。     

导电性超细铜粉制备方法研究

利用自制防氧化剂对已氧化超细铜粉表面改性,研究了氧化层去除工艺,分析了防氧化剂浓度和制备温度对处理结果的影响,确定最佳工艺是以5%稀硫酸作为酸洗剂,防氧化剂浓度为1%,反应温度为60℃.试验发现铜粉红外反射谱图中有防氧化剂特征峰,推测防氧化剂通过化学键和作用在铜粉表面生成一层厚度适中的保护膜,抑制铜粉氧化,但并不影响导电性.     

22MnB5热成形钢铝硅镀层的制备工艺及抗氧化性能研究

随着汽车工业对轻量化和安全性要求的提高,热成形高强钢在汽车领域的应用越来越广泛。针对22MnB5钢在热成形过程中表面易氧化和脱碳的问题,通过热浸镀Al-Si镀层提高热成形钢的抗高温性能。结果表明:当浸镀温度为700℃、浸镀时间为5 s时,22MnB5钢表面Al-Si镀层厚度约为40μm,其中Al-Si镀层截面组织由铝基固溶体、Fe-Al-Si三元合金和Fe-Al二元合金相三层组成。相比于原始钢板,热浸镀Al-Si镀层的22MnB5钢的抗高温氧化能力大幅改善,在900℃保温时其氧化增重速率约为0.11g/(m2·min)。     

工艺变化对热浸镀铝影响的研究

通过改变热浸镀工艺,分析了工艺变化对镀件质量和镀铝液所产生的影响。结果表明,镀件形貌、厚度、合金层重熔和裂纹的产生与热浸镀温度有密切关系;适量微量元素的加入可以改善镀铝液表面氧化膜结构、降低膜的吸气和氧化速度、减小铝液中铁对热浸镀的影响,明显延长镀液的使用寿命,提高热浸镀件的质量。