真空离子镀Al-Si-Y涂层的高温性能研究

为提高Al-Si-Y涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材在镍基高温合金基体上沉积Al-Si-Y合金涂层,研究了Al-Si-Y涂层在1100℃时的恒温氧化性能1000℃时的循环氧化性能以及涂层在850℃时的75%Na₂SO₄+25%K₂SO₄熔盐热腐蚀行为,并将其与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较.结果表明,自制的Al-Si-Y涂层的氧化性能和腐蚀性能要优于其他涂层.     

钛合金表面低氧压熔结Al-Cr涂层及其高温抗氧化性

采用低氧压高温快速熔结技术在钛合金表面制备Al Cr熔结涂层,通过对涂层形貌及涂层断面的组织结构进行观察、分析,研究了熔结时间等工艺参数对熔结涂层的形成及Al Cr涂层对Ti 6Al 4V合金在600℃(873K)空气中循环氧化行为的影响。结果表明:合理控制熔结时间可控制互溶区的宽度,大大增强涂层与基体的结合强度和涂层的循环氧化抗力,在本试验条件下,使合金的抗循环氧化能力提高了近300倍。     

K4104高温合金Al-Si涂层耐腐蚀性能研究

为提高航空发动机叶片抗高温氧化性能,通过热扩散的方法,在K4104镍基高温合金表面制备了铝化物Al-Si涂层,经1000℃×200 h高温腐蚀氧化性能试验.利用扫描电子显微镜及能谱对涂层进行了表层形貌、截面组织形态观察及成分测试.试验结果表明,K4104镍基高温合金表面Al-si涂层在长时间的高温氧化过程中已转变成完整致密的α-A12O3氧化层和富铝的fl-NiAl和富镍的β-NiAI化合物层,且与基体合金的粘附性良好.改性的铝化物涂层中Si元素的适量加入和合理分布能有效地抑制β相的生长,促进M6C型碳化物的形成,固结了W、Mo等元素,延长涂层的退化速度,使涂层获得更佳的抗高温腐蚀氧化性能.     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

非晶SiO2涂层的制备及其对Ti-22Al-26Nb合金的高温防护

以商业硅胶为原料,采用溶胶-凝胶法在Ti-22Al-26Nb合金表面浸涂制备非晶氧化硅涂层.涂层样品和空白样品在800和900℃静态空气中进行等温氧化实验,900℃静态空气中进行循环氧化实验.采用热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对结果进行分析,研究涂层对Ti-22Al-26Nb合金氧化行为的影响.结果表明：涂层样品的氧化抛物线速率常数较空白样品降低,涂层提高了合金在空气中的抗氧化能力.合金表面生成氧化膜主要由TiO2,Nb2TiO7和AlNbO4组成,涂层抑制了氧化物的生长.探讨了涂层的作用机制.     

TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

热处理工艺对GH33A合金高温低周疲劳寿命的影响

本文研究了不同热处理工艺对GH33A高温合金在550℃时的低周疲劳寿命和循环变形行为的影响。结果表明,当应变范围△ε_l<1.2％时,采用双级时效工艺(B工艺)可获得最长的疲劳寿命;当应变范围△ε_l>1.2％时,采用标准热处理工艺可获得较长的疲劳寿命。热处埋工艺不同,合金的循环变形行为也不同。应根据具体构件的受力条件来制定合理的热处理工艺。以发挥合金的潜力.     

DZ4合金渗Al-Si涂层抗高温氧化机理研究

为进一步研究航空发动机叶片耐高温腐蚀性能,采用料浆法在DZ4合金表面制备了Al-Si涂层.依据GB/T13303-91<钢的抗氧化性能测定方法>标准,对制备了Al-Si涂层和未制备Al-Si涂层的DZ4合金进行了1100℃2 300h高温氧化性能试验,用SEM、XRD对氧化后的渗层表面形貌、相组成及结构进行了分析研究.试验结果表明,DZ4合金渗Al-Si涂层的氧化动力学曲线基本遵循抛物线规律,其抗氧化性能属于完全抗氧化级.     

防火涂层对高温后混凝土抗压强度的影响

对126个涂有防火层的C50混凝土试件进行高温作用,自然冷却后对其进行抗压强度试验.通过对有、无防火涂层试件的损伤形态对比分析及对高温后损伤试件的抗压强度试验,探讨了防火涂层对混凝土高温作用后抗压性能的影响程度,得到了高温作用后试件抗压强度与防火涂层厚度、强度折减系数与防火涂层厚度的回归计算公式.试验研究表明,防火涂层对混凝土构件遭受高温作用有较好的保护作用.因此对于特殊区域采用防火涂层的混凝土结构,在遭受高温作用后的灾损性能进行研究是很有必要的,对混凝土结构抗火设计及规范制定提供一定参考.     

镍基高温合金GH4049的高温低周疲劳行为

研究了锻造镍基高温合金在500—800℃温度范围内的循环应力响应和疲劳寿命行为．结果表明，在各种温度和较高应变幅下，合金均呈现循环硬化；在相同应变范围下，合金的疲劳寿命随着试验温度的升高而降低．此外，利用扫描电子显微镜对疲劳试样的断口进行了分析．     

Ti-48Al-8Cr-2Ag微晶涂层的高温氧化

研究了微晶涂层Ti-48Al-8Cr-2Ag(at.%)在不同基体上(TiAlNb以及TiAlCrAg)1 000 ℃下的抗高温氧化性能.结果表明:二者的表面都形成保护性的Al2O3膜,且均无剥落发生,但二者的氧化速率不同,TiAlNb上的涂层氧化速率大于TiAlCrAg基体上的涂层,TiAlNb上涂层的氧化在涂层以及涂层/基体界面有明显的空洞.     

TC4热浸铝高温氧化性能的研究

通过热浸铝和扩散退火在TC4合金表面制备钛铝合金复合涂层,研究该涂层在850℃和900℃的长时间高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段,分析复合涂层在高温氧化前后的微观组织。研究结果显示,复合涂层分为中间层和扩散层,扩散层主要相是TiAl_3和少量Al_2O_3;热浸铝有效提高基体的高温氧化性,850℃循环氧化后试样表面形成一层Al_2O_3保护层,900℃循环氧化后试样表面形成一层由Al_2O_3和TiO_2组成的混合氧化物层。     

热障涂层循环热生长稳定性

循环热载荷下热障涂层(TBCs)界面氧化生长的本质是陶瓷层(TC)/黏接层(BC)界面间相转变引起的界面结构和材料组织演化,同时,由于各层材料的热不匹配等因素,直接影响着涂层界面的应力场和稳定性,而该应力场和稳定性的演化是研究航空热障涂层层裂和剥落失效的关键因素。考虑氧化层增厚对应力应变场的影响,利用材料转换的方法实现氧化生长,并运用氧化扩散及弹塑性蠕变和安定理论,建立了TBCs循环热生长结构稳定性评价方法,基于试验所得氧化层生长规律,通过半圆形涂层界面模型循环氧化分析,探究了循环热生长对热障涂层应力及稳定性的影响。结果表明,从应力应变演化规律判断,TBCs局部稳定性随氧化生长而减弱,从结构应变能进行评价,随着循环氧化的进行,TBCs表现出不稳定性。     

涂层硬质合金刀具铣削粉末冶金镍基高温合金时的失效机理

使用涂层硬质合金刀具,对粉末冶金镍基高温合金进行了干式面铣试验.采用电子扫描显微镜(scan-ning electron microscopy,SEM)、数码显微镜(digital microscope,DM)和能谱探针(energy dispersive spectrometry,EDS)等工具,对硬质合金刀具前、后刀面的磨、破损形貌和失效机理进行了分析与研究.研究结果表明:涂层刀具的主要失效形式为崩刃和前刀面的剥落;失效机理为高温条件下磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和疲劳磨损的综合作用.     

激光熔覆Ni基高温合金粉末涂层磨损机制图

目的 研究激光熔覆Ni基高温合金粉末涂层的磨损性能和磨损机理,建立涂层的磨损机制图.方法 以Ni基高温合金粉末为原料,在crM0铸铁表面利用激光熔覆技术制备了减摩耐磨的复合涂层.应用均匀设计的试验方法 进行试验方案的设计.根据不同工作参数组合下的磨损率建立其磨损机制图,根据试验结果 对熔覆层的磨损机理进行了研究.结果 建立了涂层的磨损机制图.激光熔覆Ni基高温合金粉末涂层的磨损形式主要包括严重磨损和轻微磨损.主要磨损机制包括剥层磨损、黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损等.结论 根据磨损机制图.可以确定涂层的安全工作区域为载荷小于4 MPa时,滑动速度大于1.5 m/s;载荷大于4 MPa时.滑动速度在1～2.0m/s.     

新型细晶Ni3Al涂层的制备及其循环氧化行为研究

为提高γ′-Ni3Al合金氧化膜与基体间的粘结力,采用Ni与Al颗粒(平均粒径为l um)共电沉积,然后600℃真空退火2 h的方法,在普通粗晶Ni3Al合金上制备了一种平均晶粒尺寸为450 nn,孔隙率为6%的Ni3Al涂层.与普通粗晶Ni3Al合金900℃下的循环氧化行为相比,Ni3Al细晶多孔涂层表面能形成一层粘...     

高Ni-Cr合金涂层防护锅炉受热面高温腐蚀的性能研究

针对电站锅炉受热面高温腐蚀的影响,采用电弧喷涂工艺,基体为锅炉受热面常用材料,喷涂国产高Ni-Cr合金涂层,对比FeCrAl涂层和T91材质,研究高温条件下的热腐蚀实验和热震实验,结合腐蚀动力学曲线与金相分析得到的孔隙率,说明国产高Ni-Cr合金在腐蚀防护上具有良好的性能,为今后电厂采用高Ni-Cr合金热喷涂涂层的防高温腐蚀应用提供借鉴.     

Al_(60)Mn_(13)Ti_(25)V_2金属间化合物的高温氧化行为和氧化膜的纳米压入研究

研究了不同热处理后的Al60Mn13Ti25V2合金的高温氧化行为和氧化膜的纳米力学性能.结果表明:在1000℃下,单纯均匀化热处理合金和热等静压+均匀化热处理的合金均具有良好的恒温抗氧化性能;而在900℃和1000℃条件下,热等静压+均匀化热处理合金的循环氧化性能明显优于单纯均匀化热处理合金的循环氧化性能.其原因为热等静压处理有助于消除合金内部微孔等缺陷,使合金组织的均匀化得到改善,降低氧化膜的热应力对循环氧化的影响.而纳米压入法则显示,Al60Mn13Ti25V2合金生成的氧化膜具有明显的层状结构,这与SEM观察相吻合,并讨论了氧化膜的力学特征.     

涂层硬质合金刀具铣削粉末冶金高温合金的切削性能研究

针对粉末冶金高温合金材料的铣削特性,选择了合理的铣刀盘和刀片材质.通过刀具磨损与寿命对比试验优选出了最佳的刀片几何参数,并给出了铣削过程中硬质合金铣刀片的典型磨、破损形态.研究结果表明:TiAlN-TiN涂层硬质合金刀片适于精铣粉末冶金高温合金,在30～70 m/min的铣削速度范围内,刀具寿命可达20～108 min.由于材料切削温度高和机械冲击严重,涂层刀具的主要失效形式为:崩刃和前刀面的剥落,其主要机理为高温条件下磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和疲劳损坏的综合作用.