梯度NiCoCrAlYSi涂层的循环氧化及热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术制备了普通NiCoCrAlYSi涂层和梯度NiCoCrAlYSi涂层,分析了2种涂层的组织及结构,对比研究了2种涂层分别在1000℃到室温的循环氧化行为和900℃的高温热腐蚀行为.结果表明,普通涂层由g/g′相、b相和a-Cr相组成,梯度涂层外层富Al,内层富Cr,Al和Cr在涂层中呈梯度分布.循环氧化过程中梯度涂层外层充足的Al源维持表面Al_2O_3膜的形成和修复,界面处富Cr(W,Re)相抑制涂层与基体的互扩散,表现出良好的抗循环氧化性能.热腐蚀过程中,NaCl的存在加速了腐蚀的进程,2种涂层出现不同程度的内氧化和硫化,普通涂层表面形成了非保护性的NiAl_2O_4尖晶石和NiO,梯度涂层中外部富Al内部富Cr的梯度分布,减缓了热腐蚀进程.     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层组织及性能研究

利用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层,研究了其微观组织及耐磨耐蚀性能.结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11,WC,M6C(Ni2W4C或Fe3W3C),Cr26C3,CrB2等相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为2.5%;WC,M6C,Cr26G3,CrB2等硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800 nm;涂层硬度分布不均匀,平均硬度为685HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/8.8,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/2;涂层的磨损机理以疲劳磨损为主,弥散分布的硬质相是涂层硬度以及耐磨性提高的主要因素.     

两种Ni基喷涂层微观组织及性能的研究

利用AC-HAVF喷涂技术在水轮机叶片材料0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备Ni67、Ni60/WC涂层,对两种涂层的微观组织及冲蚀磨损、空蚀性能进行研究.结果表明:涂层主要由Ni-Fe固溶体以及Cr0.19Fe0.7,Ni0.11,Cr26C3,CrB2等相组成,Ni60/WC涂层中还含有WC、M6C(Ni2 W4C或Fe3W3C)等硬质相;涂层与基体结合很好,两种涂层的孔隙率都很低,具有很高的结合强度和硬度;两种涂层的冲蚀磨损性能优异,磨损失重约为0Cr13Ni5Mo基体的20%,较基体有很大程度的提高,但耐空蚀性能较差,低于基体,耐空蚀性能有待提高.     

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。     

K4104合金NiCrAlYSi涂层的抗高温氧化性能

采用电弧离子镀在K4104合金表面沉积了NiCrAlYSi涂层,对制备了NiCrAlYSi涂层的K4104试样和原始试样在相同环境下进行1100℃×300h的高温氧化试验。结果表明:无涂层的K4104合金的表面氧化膜主要由Cr2O3和少量的TiO2组成,基体内部出现了内氧化;制备了NiCrAlYSi涂层的K4104合金,其氧化膜成分主要为α-Al2O3、Cr2O3及少量的TiO2、NiO和NiCr2O4;氧化膜在氧化初期对基体有着良好的保护作用,虽然氧化膜在后期出现了一些剥落和孔隙,基体内部出现了一些孔洞,但此时涂层对基体仍有一定的保护作用。     

低碳钢表面电弧喷涂层FeNiCr/Cr_3C_2与NiCrTi的热腐蚀性能

采用高速电弧喷涂工艺在低碳钢基体表面制备了FeNiCr/Cr3C2和NiCrTi两种电弧喷涂涂层。通过光学显微镜对涂层的显微组织进行了观察研究。试验选用摩尔比为7：3的Na2SO4＋K2SO4饱和水溶液涂刷在涂层表面,在700℃的条件下进行了156 h的热腐蚀试验。通过腐蚀动力学测试对电弧喷涂涂层的抗热腐蚀性能进行了评估。采用了X射线衍射,扫描电镜和能谱分析技术对热腐蚀机理进行了探讨。结果表明,两种电弧喷涂涂层具有致密的层状结构,涂层中含有少量空隙。在涂层表面生成的连续致密的氧化膜使得NiCrTi涂层具有良好的抗热腐蚀性能。FeNiCr/Cr3C2涂层则遭受了较严重的氧化腐蚀和硫化腐蚀,并且有内硫化物析出,抗热腐蚀性能较差。     

纳米封孔7Cr13电弧喷涂涂层的组织与耐腐蚀性

采用电弧喷涂工艺在基体Q235钢上喷涂了厚度约为150μm的7Cr13涂层,并采用3种封孔工艺对涂层进行封孔处理,封孔剂采用添加不同含量的纳米Al2O3异丙醇溶液的有机硅透明树脂.用乙酸盐雾腐蚀、全浸泡腐蚀以及电化学腐蚀检测了7Cr13涂层与对比材料镀铬层的耐腐蚀性能.结合扫描电镜、光学显微镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行了观察和对比.结果表明,涂层呈层状结构,涂层封孔后孔隙率明显降低,涂层结合强度为47 MPa,远高于镀铬层,封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,纳米封孔7Cr13涂层的耐腐蚀性能优于镀铬层.     

镍基高温合金Al-Cr涂层的恒温氧化行为

采用电弧离子镀沉积Cr和粉末包埋法渗Al的联合工艺制备了Al-Cr涂层,并利用粉末包埋法制备了渗Al涂层,分析了2种涂层的组织结构和成分,研究了镍基高温合金DSM11基体、渗Al涂层和Al-Cr涂层在1000和1100℃下的恒温氧化行为.结果表明:渗Al涂层和Al-Cr涂层组织致密,与基体结合良好且成分分布均匀.2种涂层都明显分为2个区域:外层和互扩散区.渗Al涂层外层由b-NiAl相和Ni2Al3相组成,Al-Cr涂层外层由b-NiAl相、Ni2Al3相、a-Cr相和AlCr2相组成.AlCr涂层可以显著改善基体合金的抗氧化性能,且明显优于渗Al涂层.Al-Cr涂层优良的抗氧化性能源于在氧化过程中出现了Cr(W)析出带,能够一定程度阻碍涂层中的Al元素向基体扩散,降低了涂层退化速度,而Cr的存在可以促进Al的选择性氧化,提高涂层的自修复能力.     

Cr3C2-NiCr涂层的高温抗氧化和热耐腐蚀性

采用大气等离子喷涂技术制备Cr3C2-NiCr复合涂层,并对制备的Cr3C2-NiCr涂层试样进行800 ℃×100 h氧化和熔盐（Na2SO4+25 wt%NaCl）热腐蚀试验。利用X射线衍射仪（XRD）和带能谱的扫描电镜(SEM/EDX)分析氧化、腐蚀涂层表面和截面的成分及结构变化,探讨其高温氧化、腐蚀机理。结果表明：等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层具有层状组织结构,喷涂过程中无明显相分解或氧化。高温氧化后的Cr3C2-NiCr涂层表面及层片界面形成了连续、致密的Cr2O3保护膜,涂层表现出优异的抗高温氧化性能。在热腐蚀过程中,腐蚀盐破坏了涂层表面及层片界面形成的氧化膜,腐蚀性元素沿着涂层中的孔洞及层片界面扩散到涂层内部,涂层发生“活化氧化”,耐腐蚀性较差。     

火焰喷涂Ni基WC复合涂层组织和性能的研究

研究了以T9铜为基体的Ni基WC火焰喷涂层的组织和性能特点。试验结果表明：自熔性合空粉末末喷焊后所形成的复合涂层除生成了γ-Ni固溶体外．还包含有WC、W2C、Ni，B、CrB、Cr7C3、Cr2B、Cr23C6、(Fe，Ni)23C6等化合物和硬质相，有效地提高了基体表面的硬度和耐磨性，其平均显微硬度达900HV。     

锆合金表面涂层耐高温高压动水腐蚀性能的研究

目的 提高锆合金在高温高压环境中耐动水腐蚀性能。方法 利用多弧离子镀技术（MAIP）在Zr-4合金表面分别制备了Al2O3涂层和Cr/TiAlN复合涂层,利用磁控溅射技术（MS）在Zr-4合金表面制备了TiN涂层。通过堆外高压釜实验,对比研究了三种不同涂层的耐高温高压动水腐蚀性能,利用自动划痕仪检测膜基结合力,利用XRD分析涂层的物相成分,利用SEM观察涂层腐蚀前后的微观形貌,利用EDS对涂层元素种类与含量进行分析。结果 多弧离子镀技术制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层致密度较高,但表面存在少量大颗粒与微孔洞;磁控溅射技术制备的TiN涂层均匀平整,表面大颗粒较少。Al2O3涂层、TiN涂层和Cr/TiAlN涂层可承受的临界载荷分别为26、16、26.5 N。在实验条件下,Cr/TiAlN涂层和TiN涂层表面均发生了剥落或腐蚀现象,且这两种试样表面均检测出大量的ZrO2,而Al2O3涂层几乎未被破坏,基体得到了充分防护。结论 利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层的膜基结合力较高,利用磁控溅射技术制备的TiN涂层的膜基结合性能较差,其中Al2O3涂层具备良好的耐腐蚀性能,在高温高压动水腐蚀环境中能够有效地保护锆合金基体。     

等离子喷涂-重熔NiCrBSi涂层的显微组织与耐磨性能

采用等离子喷涂和等离子重熔技术,在2Cr13基体表面制备2mm厚的自熔性NiCrBSi涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪研究涂层形貌、微观组织和微区成分的演变规律,采用拉伸和硬度试验测试涂层的结合强度和显微硬度,通过室温和高温摩擦磨损试验评价和比较涂层与基体的耐磨性能。结果表明,重熔前后涂层都是由γ-Ni固溶体以及Ni₃B,CrB,Cr₂B,Cr₇C₃和Cr₂₃C₆等组成;重熔涂层由层状喷涂态转变为致密的铸造态,涂层组织和力学性能大大提高,结合强度和显微硬度分别高达200MPa和1010HV。重熔涂层的耐磨性显著优于2Cr13基体,其600℃时的磨损体积仅为基体的20%。     

Fe/Cr涂层抗热腐蚀性能研究

设计制造出Fe/Cr粉芯丝材,利用电弧喷涂技术制备出耐高温腐蚀的工作涂层。运用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等研究了电弧喷涂Fe/Cr合金涂层的微观结构、腐蚀动力学和高温下的腐蚀性能。结果表明,该涂层组织致密,涂层中形成Cr2O3或尖晶石型氧化物是其具有优异的抗高温腐蚀性能的主要原因,涂层抗高温腐蚀性能较好。     

HIPIMS制备Cr-B涂层及摩擦学性能

为研究Cr-B涂层在多测试环境(干摩擦、蒸馏水和海水环境)下摩擦磨损行为,采用高功率脉冲磁控溅射沉积技术制备Cr-B涂层,分析涂层成分、结构、微观形貌和力学性能,重点考察涂层在不同环境下的摩擦磨损性能。结果表明:制备的Cr-B涂层,B/Cr的原子比为1.8,结构主要由CrB2和自由Cr相组成,硬度和弹性模量分别为(26.9±1.0)GPa和(306.7±6.0)GPa。摩擦测试结果显示:涂层在干摩擦时具有较高的摩擦因数为0.75,发生严重磨损失效,归因于摩擦过程中涂层剥落而导致严重的磨粒磨损;与干摩擦相比,涂层在蒸馏水和海水环境中的摩擦因数均显著降低,分别为0.26和0.22,这主要由于蒸馏水和海水的边界润滑作用所导致,在蒸馏水中摩擦的磨损机制为磨粒磨损,而在海水中的磨损机制为磨粒磨损和腐蚀磨损的协同作用。     

High-temperature corrosion-resistance performance of electro-thermal explosion plasma spraying FeAl-base coatings

As a new spraying technology used in the remanufacturing engineering, electro-thermal explosion plasma spraying technique holds a lot of advantages. Three kinds of FeAl-base plasma spraying coatings, FeAl, FeCrAl and FeCrAlRE coatings, were prepared by using instantaneous high-energy shock wave effect produced by the electro-thermal explosion of metal conductor alloy foil of FeAl base. Nano-structure and micro-structure especially a metallurgy binding layer with FeAl-base body are formed. It is shown that microstructures of the FeCrAl and FeCrAlRE coatings were greatly improved due to the addition of Cr and RE. Meanwhile corrosion changing laws of these three plasma spray coatings can be gained after anti-corrosion tests under the conditions of high temperature and then sequentially select better electro-thermal explosion plasma spray coating of anti-corrosion and heat resistance.     

电弧喷涂4Cr13涂层预处理工艺及组织与性能研究

采用喷砂粗化、喷砂+喷涂打底涂层、喷砂+电拉毛这3种工艺对QSTE420TM钢板进行表面预处理,之后采用相同工艺进行电弧喷涂4Cr13涂层,分析了涂层组织和断口形貌,测试了涂层的显微硬度和结合强度,对比了3种预处理工艺对涂层组织和性能的影响.结果表明:电弧喷涂4Cr13涂层组织呈现出典型的层状结构;不同的表面预处理工艺对涂层的结合强度影响显著,喷砂粗化+喷涂打底涂层能使4Cr13涂层获得最优的综合性能.     

四种热喷涂涂层的综合评价

对治理火电站锅炉“四管”的四种热喷涂涂层：NiCr／Cr3Ca，Ni60B，Ni60B／WC，0Cr19Ni9从线膨胀系数、硬度、结合强度、抗腐蚀性、耐磨性以及经济性进行综合评价，目的是为电站推荐更加适合治理锅炉“四管”的涂层材料。研究结果表明，推荐NiCdCr3C2作为对受热面管道进行综合治理的喷涂材料；推荐Ni60B／WC作为治理省煤器的喷涂材料；推荐0Cr19Ni9作为治理水冷壁的喷涂材料。Ni60B在利用喷涂法对受热面管道治理的过程中应慎用。     

Influence of TiO2 Nano Particles on the Resistance to Corrosion and Mechanism of Cr2O3

Cr2O3-based ceramic composite coatings with a NiCr intermediate layer adding nano TiO2 particles were synthesized by Air plasma spraying(APS)followed further seal treatment.The coating samples were characterized by X-ray diffractions(XRD),scanning electron microscope(SEM).The corrosion behavior of coating was measured by weight loss in three solutions(HCl,NaOH,and NaCl).The relationships between the microstructure,corrosion behavior,and the content of TiO2 in coatings were investigated.When the content of TiO2 was relative high,the coating was composed of(Cr0.88Ti0.12)2O3 and Cr2O3 phase.Before sealing,the coating weight decreased all long in three kinds of solutions.However,after sealing treatment the coating weight decreased early but increased later,changed periodically as so.Polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) were performed to study the corrosion mechanism.The results showed that like organic coating,the corrosion of ceramic coating included three stages,in which the weight of samples decreased or increased corresponding to different physical and physical or chemical processes.The salt spray test showed the Cr2O3-based ceramic composite coating had an excellent decay resistance in marine environment.     

FeAl系电热爆炸等离子体喷涂层高温耐蚀性能研究

利用金属导体FeAl系合金箔,电热爆炸产生的瞬间高能量冲击波效应,制备FeAl、FeCrAl、FeCrAlRE等离子体喷涂层。通过涂层SEM等检测,可以看出涂层致密,同时涂层与基体可以形成冶金结合层,涂层与基体之间存在明显的过渡层。经高温氧化、氯化、硫化耐蚀性测试,得出3种等离子体喷涂层的腐蚀变化规律,从而优选出耐高温腐蚀的FeCrAlRE电热爆炸等离子体涂层。     

氧化锆粉体的制备及其在热障涂层中的应用

分别描述了纳米氧化锆粉体与空心球氧化锆粉体的制备工艺，分析了不同工艺影响氧化锆产物形态、结构、粒度等方面的因素，并将2种粉末制备的涂层分别与传统微结构涂层进行性能对比。在分析由不同氧化锆粉末制备而成的涂层性能时，除了工艺参数外，更多的是考虑初始氧化锆粉末对涂层性能所带来的影响。期待在未来的研究中，能够优化现有或者探索出更优异的制粉工艺，研究出性能更加优良的新型粉末，以期能够提高热障涂层的性能，满足高精尖领域在未来的使用需求。最后，针对不同制粉工艺及不同粉末制备涂层的发展方向进行了展望。