炮钢表面电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃的高温氧化行为

用电弧离子镀方法在炮钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100h,借助X-射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层表面氧化膜进行分析,检测其高温抗氧化能力。结果表明,电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃空气中氧化100h后表面形成Al2O3、Fe2O3和NiCr2O4三种氧化物,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性;涂层中的Ni元素与基体中的Fe元素发生剧烈互扩散而在界面两侧呈均匀梯度分布,Cr元素在界面富集,Al元素在界面与O反应形成较致密的Al2O3氧化层;由于扩散和氧化作用,涂层中的相由原来的β-NiAl、γ'-Ni3Al、γ-Ni与α-Cr变为γ'-Ni3Al、(Ni,Fe)、(Fe,Ni)与α-Cr。     

镍基单晶合金在900℃硫酸盐熔盐中的热腐蚀行为

采用X-射线衍射、扫描电镜及能谱等测试手段,研究了一种镍基单晶合金在75%Na2SO4+25%K2SO4熔盐中的热腐蚀行为,该熔盐θ为900℃。结果表明,镍基单晶合金热腐蚀严重,出现严重的内硫化和内氧化;外层腐蚀产物由Al2O3、Cr2O3、Ni2Cr2O4和Co2Cr2O4相组成,内层为Al2O3和CrS;镍基单晶合金表面形成的氧化物发生碱性溶解。     

NiCrAlY含量对NiCrAlY/Al2O3涂层机械性能及介电性能的影响

采用大气等离子喷涂技术,以镍基合金(NiCrAlY合金)粉为吸收剂、氧化铝(Al2O3)为基体,制备出NiCrAlY/Al2O3(NA)复合涂层.分析了复合涂层的相组成及显微结构,研究了 NiCrAlY含量变化对复合涂层的机械性能及介电性能的影响.结果表明:喷涂后的涂层中出现了刚玉、铬刚玉等非金属相及唯一的金属相Ni.随着NiCrAlY含量的增加,复合涂层的抗弯强度、断裂韧性逐渐增强;在8.2～12.4 GHz频率范围内,涂层的介电常数实部与虚部值都随着NiCrAlY含量的变化而明显变化,且在NiCrAlY含量为25％时达到最高值,这主要与喷涂过程中分离出金属Ni的含量、冷却后的形状及分布状态有关.     

溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金在900℃腐蚀行为的影响

采用真空溅射技术在镍基合金表面沉积Ni11Co26Cr6Al0.5Y纳米晶涂层,研究有、无涂层合金在900℃的75%Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔融混合硫酸盐膜中的热腐蚀行为。结果表明:无涂层合金发生腐蚀,生成内氧化物和内硫化物。而Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层在热腐蚀过程中,表面生成Al_2O_3、NiCr_2O_4、Cr_2O_3和NiO氧化膜,仅在近涂层与基体界面区域存在少量Al_2O_3内氧化物。     

普碳钢用陶瓷基高温防护涂层制备及其性能表征

采用机械混合法制备了一种针对碳钢的新型Al2O3-MgO-TiO2-CaO体系陶瓷基高温防护涂料,1300℃下可在Q235B钢表面形成致密保护层,提高钢抗氧化烧损性能.结果表明,在涂料粒度48～75μm、涂层厚度0.5mm的条件下,涂层防护性能优良.涂层的防护温度范围为900～1300℃,1300℃时比原样可降低氧化烧损59.36%,防护寿命长于8h.涂层的应用将氧化层由经典的Fe2O3/Fe3O4/FeO三层结构转变为一层尖晶石结构,同时减薄了氧化层厚度,显著降低了Fe元素的高温扩散速率.     

Y_2O_3含量对机械合金化Ni-20Cr-2.5Al合金热腐蚀行为的影响

采用机械合金化及热压法制备Ni-20 Cr-2.5Al、Ni-20 Cr-2.5 Al-0.8 Y2O3和Ni-20 Cr-2.5Al-3Y2O3高温合金,研究了不同含量Y2O3对Ni-20 Cr-2.5 Al合金在900℃空气中热腐蚀行为的影响。结果表明:Ni-20 Cr-2.5 Al合金在高温热腐蚀的实验初期有氧化膜剥落现象发生,而Ni-20 Cr-2.5 Al-0.8 Y2O3和Ni-20 Cr-2.5Al-3 Y2O3两种合金变化比较轻微;三种合金在氧化初期氧化增重比较明显,后期增重缓慢,涂有盐膜的Ni-20Cr-2.5Al合金的氧化增重最大,Ni-20Cr-0.8Y2O3合金次之,Ni-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金的氧化增重最小。热腐蚀后三种合金表面的腐蚀膜分为两层,氧化膜外层主要由Al2O3组成,内层主要由靠近基体的Cr2O3组成,且Cr2O3腐蚀膜的厚度很薄。Y2O3的添加能够起到净化界面的作用,不仅提高了界面结合强度,也使得Al2O3保护膜具有更微小的晶粒,因而提高合金的抗热腐蚀性能。     

一种镍基合金850℃的盐膜热腐蚀行为

研究了一种镍基合金在75%Na2SO4+25%K2SO4盐膜中850℃的热腐蚀行为。扫描电镜及能谱测试结果表明,镍基合金高温氧化和热腐蚀行为同时发生,合金表面形成以Al2O3和Cr2O3为主的混合氧化物膜,合金内部形成CrS硫化物。合金表面形成的氧化物遵循先碱性溶解、后酸性溶解的热腐蚀机制。     

镍基高温合金用 AlSi/AlSiY涂层抗高温氧化性能研究

采用热浸镀的方法，在镍基高温合金 DZ125样品表面制备 Al、AlSi和 AlSiY三种不同的铝化物涂层，研究 1 000 ℃时涂层的抗高温氧化性能。利用扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDX）对合金涂层的形貌以及元素成分分布进行观察分析。研究结果表明：在高温环境下， Al元素快速与氧反应生成氧化铝层。由于元素之间的相互扩散，纯 Al涂层中的 Al元素快速消耗，导致整个涂层的快速失效。 AlSi和 AlSiY涂层由于 Si富集层的形成，有效地阻止了元素的互扩散，提高了涂层的抗氧化性能。 AlSiY涂层中 Y元素的添加， Si富集层更加均匀致密，并且 Y与 Si、Cr、Mo电负性差值较大，更易形成稳定化合物，极大提高了涂层使用寿命。 AlSiY涂层的抗高温氧化性能更优于纯 Al和 AlSi涂层。     

一种Ti3Al基高温合金的氧化行为研究

本文采用OM、XRD和SEM,研究了Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo( at％)合金在700～900℃的氧化行为.合金氧化层主要由TiO2和Al2O3组成.随着氧化温度的升高和时间的延长,TiO2和A12O3颗粒逐渐长大,氧化层逐渐增厚.结果表明,随着温度的升高,合金氧化激活能明显降低.700℃～800℃之间的氧化激活能为205 kJ/mol,800℃～900℃之间的氧化激活能为119 kJ/mol.合金在700℃时具有良好的抗氧化性,800℃和900℃时抗氧化性能大幅降低.     

固体氧化物燃料电池金属连接极涂层材料YCo0.6Mn0.4O3的性能

通过丝网印刷法在SS410合金上涂覆YCo0.6Mn0.4O3抗氧化涂层材料，采用氧化增重法、SEM-EDX、四探针法分别对SS410合金及其涂覆抗氧化涂层后的高温氧化速率、微观形貌和面积比电阻进行了表征. 结果表明，通过丝网印刷法在合金表面涂覆连续致密的陶瓷涂层材料，YCo0.6Mn0.4O3涂层在循环氧化过程中与基底结合牢固，没有出现剥离脱落. 涂覆YCo0.6Mn0.4O3涂层后，在800℃下SS410合金的氧化速率降低1个数量级，在800℃氧化150 h合金的面积比电阻由未涂层的72 mW×cm2降到了16 mW×cm2，大幅度地提高了合金的高温抗氧化性能及电导性能.     

Ni-Cr合金在900～1000℃空气中的氧化

研究了两种不同Cr含量的熔炼Ni-Cr合金在900～1000℃空气中的氧化行为。1000℃时,合金氧化动力学遵循抛物线规律。Ni-20Cr合金1000℃氧化后生成了NiO／NiCr2O4／Cr2O3比较规则的复合氧化膜。在实验条件下,20％的Cr含量不足以使合金氧化后生成单一的Cr2O3外氧化膜。     

喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响

热浸镀Al–Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层，但熔融Al–Si合金腐蚀已成为热浸镀Al–Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层，研究了喷涂功率对YSZ涂层组织和力学性能的影响和涂层在700℃下Al–Si熔体中的腐蚀行为。结果表明，YSZ涂层是由板条和层间柱状晶粒组成的典型层状结构，随着喷涂功率从37 kW增至46 kW，层间柱状结晶呈长大趋势；YSZ涂层主要由t-ZrO2相和少量m-ZrO2相组成，喷涂功率对涂层相组成无明显影响；喷涂功率为40 kW的YSZ涂层具有较高的显微硬度642.4 HV0.3和结合强度62 MPa。此外，当带有涂层的样品在700℃的Al–Si熔液中腐蚀240 h后，YSZ涂层与高温Al–Si熔液之间的界面没有反应层生成，同时Al–Si合金熔液中的Al和Si元素也未渗透进YSZ涂层内部，表明YSZ/NiCrAlY防护涂层有效地将Al–Si合金熔体阻挡在涂层表面。     

316 L奥氏体不锈钢纤维高温氧化研究

利用失重法对316 L奥氏体不锈钢纤维的高温氧化动力学进行了研究,通过对氧化动力学曲线的分析可以得出:700℃时因氧化反应动力学曲线一直呈上升趋势,直至120 h后曲线开始平缓;900～1 000 ℃时氧化到一定阶段后,因氧化物(MoO3、Cr2O3等)的挥发均呈现一个下降趋势,之后氧化达到饱和状态基本不再变化;且达到饱和的时间随温度升高而减少.扫描电镜对高温氧化后的形貌观察发现700℃时碳化物(Cr23C6)大量析出,900℃下氧化后纤维表面呈密集颗粒状,温度再升高至1 000℃后,由于颗粒周围基体的氧化和氧化物的挥发,颗粒掉落严重.     

热障涂层在热载荷下的高温氧化和热烧蚀性能研究

热障涂层具有良好的隔热性能,保护高温合金基底正常工作,提高部件工作寿命。由于涂层部件服役于高温环境,会产生热烧蚀并发生高温氧化等作用,造成涂层表面裂纹的产生,甚至涂层/基底的界面破坏,缩短部件使用寿命。所以研究热障涂层体系在热载荷下的破坏行为极其重要。通过设计试样在相同温度下不同氧化时间的研究实验。结果表明热生长氧化层成分主要是Al的氧化物,其厚度与氧化时间的关系服从抛物线规律(氧化动力学曲线);对高温氧化后的试样进行纳米压痕实验,发现随着氧化时间的增加,涂层的弹性模量和硬度都会增加并趋于稳定。     

热喷涂镍-铬基涂层的高温氧化性能

为了提高钢体结构材料的高温氧化性能,采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层,对45钢基体、Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层进行了1100℃高温氧化实验,采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了涂层的氧化性能.结果表明,Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层高温氧化后,表面组织结构致密,与45钢基体相比,具有更优良的抗高温氧化性能.     

电刷镀镍／镍包纳米Al2O3颗粒复合镀层微动磨损性能研究

应用电刷镀技术制备了含有镍包钠米Al2O3颗粒的镍基复合镀层，与快速镍镀层对比考察了该复合镀层高温硬度的变化，同时还从微动磨损角度考察了该复合镀层耐磨性和摩擦因数的变化。结果表明：与快速镍镀层相比，镍／镍包纳米Al2O3复合镀层具有更高的高温硬度和更好的抗微动磨损性能；复合镀层在400℃左右表现出较明显的强化趋势，具有较好的综合性能；纳米Al2O3颗粒使复合镀层的结构致密和细化，在磨损过程中起到了一定的减轻粘着和降低摩擦的作用；复合镀层的微动磨损机理主为要粘着磨损。     

镍基高温合金陶瓷涂层的制备及性能表征

以Cr2O3粉、玻璃料及黏土为原料制成料浆,通过喷涂将其涂覆在镍基高温合金GH44的表面,采用热化学反应法于1050°C保温10min,熔烧制备出高温陶瓷涂层。通过扫描电镜和X射线衍射分析了高温陶瓷涂层的表面和截面形貌以及相组成,对涂覆陶瓷涂层的镍基合金的抗热震性能、抗氧化性能以及高温疲劳性能进行了测试。结果表明,陶瓷涂层结构致密,与基体结合牢固,具有良好的抗热震性能。涂覆陶瓷涂层的镍基合金其高温抗氧化性相对于基体提高了6倍以上,其高温疲劳性能明显改善。     

攀枝花钛铁矿高温氧化研究

对攀枝花钛铁矿的高温氧化过程进行了研究。结果表明,钛铁矿的氧化速度随温度的增加、粒度的减小快速增长;温度是影响氧化产物物相的重要因素,当温度低于900℃时,生成物的物相为Fe2Ti3O9、Fe2O3和TiO2,而当温度达到900℃时,氧化产物之间发生相转变反应生成Fe2TiO5。氧化动力学可用二维扩散模型拟合,氧化反应的表观活化能为132.86(±0.51)kJ/mol。     

石油化工领域镍基高温合金的焊接

详尽地阐述了镍基高温合金的材料特点及其在石油化工领域中的应用 ,针对镍基高温合金焊接中易产生热裂纹、晶间腐蚀等焊接缺陷 ,服役条件下易发生蠕变、渗碳、氧化等影响使用性能的问题 ,进行了焊接性试验 ,确定了镍基高温合金焊接工艺 ,通过对合成氨转化炉、制氢转化炉、乙烯裂解炉中的镍基高温合金Inconel6 2 5、Incoly80 0H、Incoly82 5等材料的焊接分析 ,总结出镍基高温合金的焊接特点。     

氧化物/BN可加工复相陶瓷的高温氧化行为及表面裂纹修复

研究了2种可加工复相陶瓷Al2O3／BN和Y-ZrO2／BN在不同温度下的氧化行为及其热处理损伤修复。结果表明：高温时Al2O3／BN表面氧化生成致密的硼酸铝(Al18B2O33)氧扩散障碍层,并且与基体形成强结合的梯度抗氧化涂层,阻止了氧气向材料内部的快速扩散,因而具有良好的自愈合抗氧化性。而Y-ZrO2／BN复相陶瓷由于不能形成有效的氧化屏蔽,抗氧化性较差。2种复相陶瓷在900℃热处理后,表面形成的液态B2O3膜使压痕裂纹均得到愈合,压痕强度从热处理前的162MPa(Al2O3／BN)和336MPa(Y-ZrO2／BN)分别增加到热处理后的406MPa和585MPa。但在1100℃热处理2h后,由于过度的氧化会使Y-ZrO2／BN失去裂纹愈合的效果,压痕强度迅速下降。