钛铝极性对超音速电弧电弧喷涂层组织与性能影响

利用SAS－Ⅱ型超音速电弧喷涂设备和工业级钛、铝金属丝材，以LY12铝合金为基体，用显微硬度计对在不同丝材极性条件下所得涂层的显微硬度进行了测试，并用X－射线衍射技术、扫描电子显微镜和X射线能谱仪等对涂层的组织结构进行了分析和观察。结果表明在其它工艺参数相同的条件下，改变钛铝金属丝材与喷涂电源的连接方法对涂层的显微硬度及组织结构有很大的影响。当钛丝与电源负极相接时，由于在喷涂过程中钛更易于形成氮化物，涂层中的TiN/Al较高，涂层孔隙率较低、和部分钛铝金属间化合物转化成氮化物，因此，所得涂层的硬度比其它连接方法所得涂层的硬度高约106HV0．2.     

钛铝极性对超音速电弧喷涂层组织与性能影响

利用SAS -Ⅱ型超音速电弧喷涂设备和工业级钛、铝金属丝材 ,以LY12铝合金为基体 ,用显微硬度计对在不同丝材极性条件下所得涂层的显微硬度进行了测试 ,并用X -射线衍射技术、扫描电子显微镜和X射线能谱仪等对涂层的组织结构进行了分析和观察。结果表明在其它工艺参数相同的条件下 ,改变钛铝金属丝材与喷涂电源的连接方法对涂层的显微硬度及组织结构有很大的影响。当钛丝与电源负极相接时 ,由于在喷涂过程中钛更易于形成氮化物 ,涂层中的TiN Al较高 ,涂层孔隙率较低、和部分钛铝金属间化合物转化成氮化物 ,因此 ,所得涂层的硬度比其它连接方法所得涂层的硬度高约 10 6HV0 .2 。     

超音速电弧喷涂制备镍钛涂层的空蚀性能

以1Cr18Ni9Ti为基体,采用超音速电弧喷涂技术制备NiTi涂层,通过扫描电镜、X射线衍射研究了涂层的性能,并用超声波伸缩振动空蚀试验机进行了空蚀试验。结果表明,超音速电弧喷涂NiTi涂层中产生了孔隙和NiO、TiO氧化物相,降低了NiTi的超弹性,使NiTi涂层的抗空蚀性能下降。     

铁基电弧喷涂铝层的感应重熔处理

通过显微分析，探讨了电弧喷涂铝层高频感应重熔过程中的组织变化，并分析了重熔工艺对重熔后涂层质量的影响因素。结果表明，高频感应处理后的喷涂层与基体之间形成了铁铝金属间化合物，达到了冶金结合，并有效地提高了涂层的致密性，在一定程度上起到了排气排渣作用；涂层的重熔效果受到工作电流、感应时间和感应圈尺寸的影响。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结构强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂,在４５＾＃钢以无底层和铝青铜找底时涂涂Ｃ３ｒ１３不锈钢涂层的结合强度,测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,并分析了结合强度提高的原因。     

NiCrFe-Cr2C3合金超音速活性电弧喷涂涂层性能的研究

采用超音速活性电弧喷涂(HVAA)系统对适用于锅炉四管喷涂用的NiCrFe-Cr2C3合金进行了喷涂试验;通过金相组织研究、SEM检测以及X射线衍射分析,证明其具有良好的组织形貌;同时HVAA所制备的NiCrFe-Cr2C3合金涂层的性能相对于普通电弧喷涂涂层,除了更致密并具有更高的硬度外,涂层成分还具有更多的金属间化合物或络合物,对提高涂层性能有一定影响。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂在 ４５~＃钢以无底层和铝青铜打底时喷涂 ３Ｃｒ１３不锈钢涂层的结合强度测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,井分析了结合强度提高的原因。     

钛-铝双丝超音速电弧喷涂过程中熔滴粒子几何特性研究

为了研究工艺参数对钛-铝双丝超音速电弧喷涂熔滴粒子尺寸的影响规律,通过对喷枪出口处气流速度、气体质量流率和金属熔滴质量流率的分析测定,以Nukiyama-Tanasawa模型为基础,建立了喷涂粒子的平均直径与喷涂电压和电流间的解析关系,并对喷涂电压和电流对熔滴粒子平均直径的影响进行了计算机模拟仿真.结果表明:在喷枪结构和雾化气体压力一定时,雾化粒子的平均直径随喷涂电流的增大而增大,随喷涂电压的升高而减小,但总的变化幅度却较小.利用激光粒度分析仪对一定喷涂工艺条件下所得的粒子平均直径进行实验分析,结果与计算值之间的相对误差为9.52%,扫描电镜观察表明粒子形态以球形颗粒为主.     

异质双丝超音速电弧喷涂涂层的高温氧化行为和机理研究

目的 采用异质双丝和同质双丝制备3种超音速电弧喷涂铁基涂层,对比研究3种防护涂层在700℃下的抗高温氧化性能。方法 采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对在700℃高温氧化前后涂层的微观结构、表面形貌和化学成分以及物相组成进行表征和分析。采用Matlab软件对涂层的孔隙率进行测定,采用显微硬度计测量涂层的显微硬度。结果制备得到的3种涂层的孔隙率均低于10%,满足电弧喷涂的要求。3种涂层的显微硬度均达到了400HV以上,其中FeAlCrMoVC/FeAlNiMoCrC涂层的孔隙率最低、显微硬度最高,分别为5.00%和456.91HV。在700℃循环氧化下,FeAlCrMoVC、FeAlNiMoCrC和FeAlCrMoVC/FeAlNiMoCrC涂层的单位面积氧化增重分别为10.67、3.32和2.02mg/cm²。它们的氧化动力学符合经典的抛物线规律,抛物线速率常数(k_p)分别为3.08×10^-10、2.20×10^-11和5.60×10^-12<...     

超音速电弧喷涂粒子速度的计算机仿真

粒子速度对涂层质量有重要的影响,计算机仿真是确定粒子运动规律的有效方法。通过建立数学模型,对超音速电弧喷涂纯铝的粒子速度进行了仿真计算,结果表明,粒子飞行过程中经历了一个加速减速的过程,直径40μm的粒子最大速度为365m／s,最大速度点离喷嘴出口52mm,试验测得的粒子最大速度为386m/s,位置在喷嘴出口40～60mm范围内。仿真计算反映了射流中粒子的运动特征,从理论上证明超音速电弧喷涂的粒子速度超过音速。     

新型超音速电弧喷涂锅炉水冷壁防护涂层

为获得火电厂锅炉运行工况下具有较高寿命的的水冷壁防护涂层,在已有涂层成分的基础上自行设计制作了一种新型防护涂层。采用超音速电弧喷涂的方式,在Q235钢基体上制备了自研FeCrNiBSi涂层和FeCrNi两种涂层。对两种涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的表面形貌和腐蚀机理进行研究。结果表明,FeCrNiBSi涂层较之FeCrNi涂层具有更好的抗高温腐蚀性能和更高的表面硬度,硬度高使得涂层耐粉尘冲蚀性好,从而更适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。     

电弧喷涂铝基涂层耐腐蚀性能

采用铝带制作粉芯线材,电弧喷涂方法制备铝基涂层.试验对比研究了铝基涂层、Fe-Al涂层和45CT涂层的抗氧化和耐腐蚀性能,以及铝基涂层、Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐硫化氢腐蚀性能.试验结果表明,电弧喷涂铝基粉芯线材制备的涂层在650℃高温下具有优良的抗高温氧化性能;在涂盐和硫化氢耐腐蚀环境下,由于铝基涂层的硫化腐蚀反应仅发生在涂层表面,腐蚀层很薄,涂层内部几乎没有受到影响,因此铝基涂层具有优良的耐腐蚀性能.     

电弧喷涂涂层的红外热成像检测

通过分析主动式红外热成像方法的检测原理,结合国外检测案例,确定了红外热成像方法对涂层质量检测的适用性.针对电弧喷涂涂层与基体分层缺陷,开展了涂层质量的红外热成像检测试验.结果表明,主动式红外热成像方法能够实现对涂层内部分层缺陷的准确、快速和非接触检测,利用热扩散曲线能够对分层程度进行有效区分.     

超音速电弧喷涂耐磨涂层在电站锅炉受热面上的应用

阐述了超音速电弧喷涂技术的原理、特点及其应用.为防止锅炉受热面泄漏,可在电站锅炉吹灰器吹损的管壁表面喷涂耐磨涂层.指出应用超音速电弧喷涂技术对防止锅炉受热面泄漏问题,具有重要的实际意义.     

铈对高铝青铜超音速等离子喷涂层组织及性能的影响

为研制一种新型高铝青铜涂层,采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了新型高铝青铜涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射、显微硬度计分别对含铈0.0%,0.25%,0.4%,0.55%的涂层进行了分析.结果表明,随着铈含量的增加,涂层组织变致密,硬质K相呈弥散化分布,同时K相从含0.0%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄转变为含0.25%铈时的AlFe₃,Al₁₃Fe₄,AlFe,当铈含量大于0.4%时K相以Al₁₃Fe₄稳定存在.铈的加入使元素Al发生偏聚现象,当含0.4%铈时Al元素开始呈现小片状聚集,当含0.55%铈时,Al元素以小片状聚集且均匀分布.涂层的硬度随铈含量的增加呈现先降低后升高的现象,当铈含量大于0.4%时,涂层的硬度值和稳定性上都优于未含铈的涂层.     

高速电弧喷涂Fe-Al金属间化合物涂层

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al金属间化合物涂层,并研究了涂层的显微组织和室温至650℃的滑动摩擦磨损性能.结果表明:Fe-Al涂层的平均成分为Fe-20.0Al-14.1O(摩尔分数,%),主要相是Fe3Al,FeAl,α-Fe,Al2O3及少量Al;涂层具有较高的结合强度和硬度、较低的孔隙率及较高的高温耐磨性;高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层,降低了涂层的摩擦因数,而剥层磨损是涂层的主要磨损机制.涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂,从而使Fe-Al涂层表现出优异的高温耐磨性.     

电弧喷涂铝基涂层耐高温硫化腐蚀性能的研究

对电弧喷涂铝基涂层在600 ℃条件下的耐硫化氢腐蚀性能进行了研究,并与Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐H2S腐蚀性能进行了对比.结果表明,铝基涂层的耐硫化氢腐蚀性能优于Fe-Al涂层和A304不锈钢.铝基涂层具有良好的耐H2S腐蚀性能的主要原因是涂层中的Al含量很高,在腐蚀过程中能优先生成A1的腐蚀产物以及涂层中含有多种铝的金属间化合物,能够阻碍硫原子向金属内部渗人,从而保证了铝基涂层具有良好的耐硫化腐蚀性能.     

Computer simulation to arc spraying

The arc spraying process is divided into two stages:the first stage is atomization-spraying stream (ASS) and the second one is spraying deposition (SD). Then study status is described of both stages‘ physical model and corresponding controlling-equation. Based on the analysis of study status, the conclusion as follows is got. The heat and mass transfer models with two or three dimensions in ASS stage should be established to far deeply analyses the dynamical and thermal behavior of the overheat droplet. The statistics law of overheated droplets should be further studied by connecting simulation with experiments. More proper validation experiments should be designed for flattening simulation to modify the models in SD stage.     

高速电弧喷涂FeCrAl/Ni95Al复合涂层的性能

利用电弧喷涂技术在45钢基体表面制备了FeCrAl/Ni95 Al复合涂层,先喷涂Ni95Al打底层增强涂层的结合强度,FeCrAl涂层作为工作层.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪、拉伸试验机、显微硬度计和CETR微动摩擦磨损试验机研究了涂层的显微组织、力学性能及摩擦磨损性能.结果表明,复合涂层组织均匀致密,主要由Fe3Al金属间化合物、(Fe,Cr)固溶在涂层基体中.涂层结合强度为43 MPa,硬度值为530 HVO.1,涂层磨损失效形式为剥落和氧化磨损.     

超音速等离子喷涂层的接触疲劳失效研究进展

介绍了超音速等离子喷涂层在服役过程中常见的4种疲劳失效形式(表面磨损、点蚀、分层和剥落)及其发生的机理。综述了涂层结构完整性对疲劳失效的影响,即粗糙度、孔隙率和微裂纹对疲劳失效的作用机制。总结了不同的服役条件(接触应力、润滑状态)对疲劳磨损失效的影响规律,展望了接触疲劳失效机制的研究方向,指出应从涂层内部结构和服役条件来揭示疲劳损伤机理。