Al-Cr涂层低温扩散制备及其相组成的研究

通过水溶液镀Cr后再用AlCl₃-EMIC (氯化1-甲基3-乙基咪唑)离子液体镀Al, 制备Cr/Al复合镀层, 其后通过低温扩散热处理制备Al-Cr涂层. 用OM, SEM, BSE, EDS和XRD研究了短时间热处理时, 热处理温度对Al-Cr涂层组成和结构的影响. 结果表明, Cr/Al复合镀层在540 ℃时即可发生明显的互扩散, 形成Al-Cr合金层. 通过对复合镀层中Cr和Al镀层厚度的控制, 可以得到不同组成的Al-Cr合金涂层. 6.5 μm Cr/15 μm Al的复合镀层经640 ℃/960 min热处理, 表面形成以Al₈Cr₅为主的合金涂层; 1.6 μm Cr/15 μm Al的复合镀层经 600 ℃/30 min热处理, 可得到以Al₄Cr为主的Al-Cr涂层.     

热处理温度对Cr/Al涂层组织结构及性能的影响

目的提高物理气相沉积Cr/Al涂层与基材锆合金的结合强度,减少涂层表面微观缺陷及内应力。方法采用多弧离子镀及磁控溅射技术在锆合金表面溅射Cr/Al涂层,并将涂层试样分别置于600、800℃保护气氛炉中热处理30 min。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(EDS)及光学显微镜(OM),分析了Cr/Al涂层热处理前后相组成、表面形貌、截面形貌、元素成分变化及涂层剪切后的剥落形貌。利用弹簧拉压试验机,测试了未处理涂层、600℃和800℃热处理涂层试样与基材锆合金的结合强度。结果 600、800℃热处理涂层相比未处理涂层,表面更加平滑,表面孔隙及微观缺陷较少,但与基材锆合金的结合强度并没有明显变化,未热处理涂层、600℃热处理涂层、800℃热处理涂层与基材锆合金的结合强度分别为44.07、44.12、44.08 MPa。结论热处理后,涂层出现Al Cr2、Al8Cr5、Al9Cr17、Al9Cr4、Al86Cr14等多种Cr-Al合金相,有利于涂层表面孔隙及大颗粒等缺陷的减少。但热处理前后,涂层与基材的结合强度未发生明显变化。     

不锈钢表面镀铝-热氧化处理制备氧化铝膜及其性能

采用无机熔融盐电镀铝、热浸镀铝工艺联合的方法在钢基材表面制备了一层平整、连续的铝镀层,研究了铝镀层在不同氧化时间下的氧化行为。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对氧化层的形貌和成分进行分析,并考察了氧化层的硬度和耐腐蚀性能。结果表明:将无机熔融盐电镀铝法和热浸镀铝法相结合可获得良好的铝镀层;铝镀层在900℃下热处理20 h后,可获得连续致密的Al2O3膜;Al2O3层有效提高了钢基材的表面硬度和耐腐蚀性能。     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

锆合金表面Mo/Al/Cr复合涂层的抗高温水蒸气氧化性能

锆合金是重要的核燃料包壳材料,在包壳表面沉积抗高温水蒸气氧化涂层是在失水事故中避免核泄漏的有效途径,然而涂层在高温氧化过程中存在氧化产物不稳定及界面扩散问题。用磁控溅射的方法在Zr-4合金表面沉积Mo/Al/Cr复合涂层,拟利用Al层生成氧化铝提升抗氧化温度上限,利用Mo层阻挡Al与Zr-4基体的扩散。用SEM表征涂层的表面及横截面形貌,利用XRD分析涂层物相结构,用纳米压痕的方法评价涂层的力学性能,用管式炉连接水蒸气发生器来评价涂层的抗高温水蒸气氧化性能。结果表明：在锆合金表面制备的Mo/Al/Cr复合涂层与基体结合良好,结构完整,界面清晰,硬度高于Zr-4合金基体。在高温水蒸气氧化试验中,复合涂层中的Al会发生熔融,导致涂层结构的破坏而不能生成连续致密氧化铝膜。在Cr层、Al层失效的情况下,Mo层可以有效阻挡Al及O元素向基体内部扩散。探讨了Al作为抗氧化层及Mo作为扩散阻挡层的可行性,试验结果可为核燃料包壳涂层的设计选材提供借鉴和支撑。     

γ-TiAl表面NiCrAlY/Al复合涂层的高温氧化行为

采用磁控溅射和电弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备NiCrAlY/Al复合涂层,研究了复合涂层对提高γ-TiAl合金抗高温氧化性能的作用机理。经950℃恒温氧化100 h后,涂层表面未发现裂纹和脱落,涂层试样氧化增重值较基体大幅减小。对氧化层进行了SEM、EDS和XRD分析,结果表明无保护涂层的基体γ-TiAl合金表层疏松多孔,无法抵抗高温环境下氧气对基体合金的侵蚀。复合涂层表面的NiCrAlY镀层在氧化过程中形成了Cr2O3,α-Al2O3和β-NiAl相组成的致密防护涂层,阻隔了氧气与基体的接触,中间的Al层为表层持续生成Al2O3提供了Al源。NiCrAlY/Al复合涂层显著提高了基体在950℃下的抗高温氧化性能。     

晶化温度对非晶态Cr-Fe-C合金镀层的影响

采用三价铬电镀液,在4Cr10Si2Mo钢工件表面电沉积非晶态Cr-Fe-C合金镀层.通过改变络合剂的含量、电流密度和电镀时间,在阴极上沉积了不同厚度的非晶态Cr-Fe-C层.用扫描电子显微镜和光学显微镜、X射线衍射仪、能谱仪测定、显微硬度计研究了从三价铬镀液中电沉积Cr-Fe-C镀层的工艺以及镀层的形貌、结构与性能.结果表明,利用该工艺获得了厚度为30 μm、27 wt%Fe的非晶态Cr-Fe-C合金镀层.该镀层耐蚀性较好,经600℃×1 h晶化处理后硬度最高可达1 800 HV0.05.     

热处理对电沉积纳米晶铬镀层微观结构及耐蚀性的影响

目的改善H13钢表面纳米晶Cr镀层的微观结构和耐腐蚀性能。方法利用电沉积技术在H13钢表面制备纳米晶Cr镀层,并通过调整热处理工艺调控Cr镀层的结构和性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和中性盐雾试验(NSS)研究了不同热处理工艺下Cr镀层的表面形貌、粗糙度、相结构、硬度及耐蚀性。结果采用电沉积技术成功在H13钢表面制备出体心立方结构的纳米晶铬镀层,其晶粒和微裂纹尺寸随着热处理温度(200～600℃)和保温时间(1～2h)的增加而增大。当热处理温度达到400℃时,镀层表面检测到Cr2O3氧化层,并随着热处理温度和保温时间的增加,氧化程度逐渐增大。此外,Cr镀层硬度随着热处理温度和保温时间的增加而逐渐降低。在600℃下保温2h后,镀层硬度为(499.8±9.3)HV0.2,与镀态((749.0±13.2)HV0.2)相比,大约下降了33%。然而,经500℃和600℃热处理的镀层具有最好的耐蚀性能,盐雾试验后,镀层表面未见明显腐蚀缺陷,保护评级为10级。结论随着热处理温度和保温时间的增加,镀层晶粒变大,表面氧化程度加剧,耐蚀性能显著增强。     

化学镀镍-铜-磷三元合金层的制备及其组织与性能研究

对45钢表面用化学镀方法镀镍-铜-磷三元合金层,采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析、X射线衍射和显微硬度计研究了镀层的组织、相结构和性能.结果表明,600℃×1 h热处理后,镀层由Ni基固溶体、Ni3P和Cu3P化合物相组成;镀层的硬度随着热处理温度升高先增大后降低,400℃热处理后的硬度最高;在相同的模拟酸性腐蚀条件下,Ni-Cu-P三元合金化学镀层与1Cr18Ni9不锈钢相比,具有更加良好的耐腐蚀性能.     

热处理对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层组织及耐腐蚀性能的影响

采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,对复合镀层进行200～400℃的热处理.利用X射线衍射仪分析复合镀层的组织结构,用电化学极化曲线和扫描电镜(SEM)研究复合镀层在3.5%NaCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为.结果表明,纳米Al2O3颗粒推迟热处理过程中复合镀层内Ni3P相的...     

Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其强化作用

研究了Al-Zr-Cr-La合金中多元弥散相的形成及其对合金的强化作用.结果表明,在合金中形成具有Al20Cr2La结构的弥散相;在含Zr的合金中,Zr溶入到Al20Cr2La相中.这种结构的弥散相,具有明显的抑制再结晶和强化合金效果.相对于无Zr的Al20Cr2La相,含Zr的Al20Cr2La相抑制再结晶能力尤为显著,强化合金能力也略有提高.     

外层对势对Ni75Al15Cr10合金Cr替代行为影响的微观相场研究

通过微观相场方法研究了Ni75Al15Cr10合金第三,四层原子间对势对γ'相中Cr原子替代行为的影响.结果表明:从γ'相的Al、Cr原子长程序参数的演化可以看出,Cr的长程有序度小于1,Cr原子对Al,Ni均有替代,且第三层与第四层原子间对势对Cr原子在γ'相中的饱和溶解度趋势的影响相反.而第三层Ni-Al、Ni-Cr对势增大,使Cr占据α亚格点位置的几率减小,β格点位置的几率增大,第四层Ni-Al、Ni-Cr对势的作用与之相反,而Al-Cr第三层对势的增大使Cr占据2种亚格点位置的几率均有所增大,第四层Al-Cr对势的增大使Cr占据α格点位置的几率减小,占据β格点位置的几率增大.     

溅射Ni-5Cr-5Al纳米晶涂层高温氧化

研究了一种低Ｃｒ,低Ａｌ的溅射Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ（原子百分数）纳米晶涂层在９００℃的高温氧化行为,观察并分析了不同氧化时间涂层表面氧化物的生成情况。发现由于Ａｌ,Ｃｒ含量较低,不能生成一层完整的Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３保护膜,而是生成一种由ＮｉＯ,ＮｉＡｌ２Ｏ３４尖晶石相和Ａｌ２Ｏ３组成的复杂氧化物。     

L12 -Ni3(Al, Cr)沉淀先期效应的微观相场模拟

基于微观相场模型, 研究Ni80Al7Cr13合金在873 K时效过程中L12 结构Ni3(Al,Cr)的沉淀先期效应.分析沉淀早期微结构、成分及有序度随时间的变化.研究发现,原子有序化早于原子簇聚,首先形成有序度很低的L10结构非化学计量比有序畴,随着时间的延长,有序畴的有序度逐渐提高,当有序度增大到一定时,L10结构非化学计量比有序畴逐渐向非化学计量比L12结构转变,最后非化学计量比L12 结构有序畴的成分和有序度随时间的增长逐渐达到化学计量比L12结构的成分和有序度,在化学计量比L12 结构的有序相中,Al原子倾向于占据αⅠ反位, 而Cr原子则倾向于在αⅡ反位择优占位.     

大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al的压缩超塑性

对工业用高速钢W6Mo5Cr4V2Al进行了超塑性压缩实验,考察了温度、应变速率对流变应力的影响,并测定了W6Mo5Cr4V2Al钢中碳化物的体积分数.结果表明,在780～840℃,应变速率(1.5～7.5)×10-4s-1范围内,大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al显示了一定的压缩超塑性.     

Characteristics of Cr and Al Powders by High Energy Ball Milling

Characteristics of Cr and Al Powders by High Energy Ball Milling     

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe合金的时效特性

用电镜分析了快凝Ａｌ－４Ｃｒ－４Ｚ－２Ｆｅ合金的时效组织,测定了其相应的显微硬度,表明,合金在４００℃时效６ｈ后,其硬度达到峰值１３ＨＶ,此时的析出相为Ｌｌ２－Ａｌ３Ｚｒ和Ａｌ４（Ｃｒ,Ｆｅ）,时效时间过长会因析出相粗化导致硬度下降。     

铁基电热合金丝显微组织均匀性的对比分析

电热合金的性能与合金成分、显微组织及织构存在密切关系。对两种成分的商用铁基电热合金丝(0Cr25Al5合金和0Cr21Al6Nb合金)样品的显微组织进行评测,重点分析了合金丝中显微组织的均匀性,探讨了合金元素、织构类型及合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布特征的关联关系。结果显示,与0Cr25Al5样品相比,含Nb的0Cr21Al6Nb样品表现出更为均匀的晶粒尺寸分布,且平均晶粒尺寸稍小。不同取向的晶粒在合金丝中的分布存在差异,<110>取向晶粒的平均晶粒尺寸较大,而小尺寸的<110>取向晶粒占比较小。同时,不同成分合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布均匀性存在差异,0Cr21Al6Nb样品晶粒尺寸分布跨度较小,不同位置差异不显著,即晶粒尺寸分布对位置不敏感;0Cr25Al5样品晶粒尺寸分布跨度较大,且合金丝不同位置晶粒尺寸分布不同。综上表明,添加碳化物形成元素能明显降低合金丝中平均晶粒尺寸及促进晶粒尺寸分布均匀性;晶粒取向与晶粒尺寸及其在合金丝中的分布存在一定关联性,可为电热合金丝制备工艺优化、显微组织改善与综合性能提升提供一定参考。     

MICROSTRUCTURE AND COMPRESSIVE PROPERTIES OFTi_(50)Al_(48)Mn_2 AND Ti_(50)Al_(48)Cr_2

The microstructure and compressive properties of Ti_(500Al_(48)Mn_2and Ti_(50)Al_(48)Cr_2 alloys are studied in this paper Existence of αx y transforntation in TiAl alloys is confirnted by metallographic examincttion,the transformation temperatuses of Ti_(50)Al_(48)Mn_2 and Ti_(500Al_(48)Cr_2,are 1375and 1373C respeclively,After treating withic x y phase field,themicrostructure of alloys consists of lamellar zones(L)and bulk y_p.,The vohme ratio of L/y_p inctrases with increasing solution treatnient temperature.The third alloying ele-ments of Mn and Cr distribute perfentially over αphase at solution treatment tempera-tures and result in that α_2 and γ lamellae become thicker.The yield strength of Ti_(50)Al_(48)Mn_2 and Ti_(500Al_(48)Cr_2 alloys decreases and the compressibllity increases with in-creasing γ_p volume fraction.     

MICROSTRUCTURAL OBSERVATIONS IN A SUPERPLASTICALLY DEFORMED Ti33Al3Cr0 .5 Mo ALLOY

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｃｅｎｔｌｙ,ｆｉｎｅｇｒａｉｎｅｄｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎＴｉＡｌａｌｌｏｙｈａｓｂｅｅｎｗｅｌｌｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ［１－４］,ａｎｄｗｅｈａｖｅａｌｓｏｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆＴｉ３３Ａｌ３Ｃｒ０．５Ｍｏａｌｌｏｙａｔ１０００℃ａｎｄａｔｓｔｒａｉｎｒａｔｅｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ２．０×１０－４～６．０×１０－４ｓ－１ａｎｄａｍａｘｉｍｕｍｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆ３０５％ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕ…