Al2O3对等离子喷涂热障涂层高温氧化及热震性能的影响

采用等离子喷涂 (PS)在GH5 36高温合金基材上制备了典型的双层热障涂层 (TBCs)和两种分别加入了Al2 O3 陶瓷成分的复合热障涂层。典型的TBCs采用Ni2 2Cr10AlY连接层与 8%Y2 O3 稳定的 (8YPSZ)顶层的双层结构 ;多层涂层分别采用Al2 O3 与Ni2 2Cr10AlY复合的连接层和Al2 O3 与 8YPSZ复合的顶层。3种类型试样的10 0h ,10 0 0℃静态氧化及 10 5 0℃热震试验的结果分析表明 :8YPSZ Al2 O3 的复合氧障层具有最佳的氧化阻力 ;Ni2 2Cr10AlY 8YPSZ双层涂层的热震阻力最佳 ,氧化阻力最差 ;连接层采用Ni2 2Cr10AlY Al2 O3 复合涂层具有热震和静态氧化条件下综合优良的高温热循环性能     

Formation mechanism of intragranular structure in nano-composites

The effect of sintering process and ZrO2 contents on formation of intragranular ZrO2 in Al2O3 matrix was investigated with α-Al2O3 micro-powders and ZrO2 nano-powders as original materials. It is found that the secondphase particles coalesce with the growth of matrix grains during sintering. The process conditions that benefit the growth of matrix grains benefit the formation of intragrains. The formation procedure of intragrains could be described as follows. At first, the particles are driven to agglomerate during densification of the matrix. Some particles move along with the migration of the matrix grain boundaries and tend to further gather， then become intergrains. Those gripped between the matrix grain boundaries become intragrains during the growth of matrix grains.     

激光重熔处理对含Al、Ti、TiO2等离子喷涂热障涂层组织的影响

激光对含Ａｉ、Ｔｉ、ＴｉＯ２等涂热障涂层进行了重熔处理。与不含Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＯ２激光重熔Ｚｒ２涂层相比,一广大晶粒得到 ,另一方面由原来的柱状结构变为胞状结构。能谱分析表明,Ａｌ、Ｔｉ在胞晶之间发生了偏析。讨论了添加剂成分的作用机理。     

等离子喷涂Al2O3与ZrO2复合热障涂层的高温性能

采用等离子喷涂(PS)方法，在GH536高温合金基材上制备了传统的双层热障涂层(TBCs)和2种含有Al2O3与ZrO2陶瓷复合层的3层热障涂层。传统TBC8结构为Ni22Cr10AlY合金连接层和8％Y2O3部分稳定的ZrO2(8YPSZ)陶瓷顶层；3层TBCs中分别采用置于8YPSZ陶瓷层内层及外层的Al2O3与8YPSZ复合层。3种类型试样的100h。1050℃静态氧化试验及1050℃热震试验结果表明：3层涂层较双层涂层的氧化阻力提高，双层涂层的热震阻力最佳，氧化阻力最差。不同复合层形式试样的热振失效方式和寿命也有差别，复合层置于陶瓷层外层热震寿命略高，但100h氧化增重有明显提高，抗氧化性降低。     

EFFECT OF Ce ON OXIDATION BEHAVIOUR OF Ni_3Al ALLOYS

1.IntroductionIntermetallicc0mp0undNi3Alhasthespecificpropertythattheyieldstrengthim-proveswiththeincrease0ftemperature.Thefundamentalresearchonhigh-temperaturestructuralmaterialshaJsmademuchprogress,andther0omtemperaturetensilepr0pertiesofNisAlalloysareimproveddramaticallywiththeaddition0falittleB[1'2].Beingasurfaceactiveelement,Cecanpurifyandmodifysteels,andimprovetheirductility,t0ughness,oxidationresistanceandc0rrosionresistance[3].Theeffect0fCe0nthefabricabilityandroomtemperaturetensil…     

镁偏析对铝合金晶界性能影响的计算机模拟

采用嵌入原子法对铝晶界上Mg的偏析性质及其对晶界性能的影响进行了计算机模拟。结果表明 ,Mg的晶界偏析具有自发性 ,并且降低基体的电荷密度和空位形成能 ,从而导致晶界脆化。     

爆炸喷涂技术制备热障涂层的研究

采用爆炸喷涂技术在M38G合金上制备热障涂层，分析了涂层的结构，形貌，显微硬度，并对涂层的氧化性能进行了研究，结果表明，爆炸喷涂制备的热障涂层均匀，致密，高温氧化过程中，陶瓷层与粘结层界面处生成了连续的Al2O3膜，使TBCs具有良好的抗高温氧化性。     

氧化锆基双陶瓷层热障涂层表层材料研究进展

双陶瓷层热障涂层是热障涂层技术的发展方向之一。等离子喷涂和电子束-物理气相沉积技术是目前最常用的双层涂层制备技术，但存在的固有缺点影响涂层性能的发挥。可实现非视线沉积的等离子-物理气相沉积技术效率高，能对涂层微观结构进行精准调控，发展潜力巨大。稀土氧化物掺杂ZrO2、A2B2O7型烧绿石和萤石结构化合物、钇铝石榴石、独居石结构的稀土磷酸盐、氧化铝等材料被作为表层陶瓷，分别与传统的6%~8%Y2O3部分稳定的ZrO2（(6~8)YSZ）层组合构成双陶瓷层，可有效降低涂层的热导率，极大地改善抗熔盐热腐蚀性能，提高耐热温度等。如YSZ/CeO2和TiO2共稳定的ZrO2双层涂层可大幅提高隔热性能，La2(Zr0.7Ce0.3)2O7能有效提高整个涂层的使用寿命，钇铝石榴石能阻隔氧渗入YSZ层并防止粘结层金属的氧化，GdPO4能与Na2SO4+V2O5熔盐反应形成稠密反应层并抑制熔盐的进一步渗入，纳米Al2O3可形成致密结构，并提高涂层的抗热腐蚀能力和抗高温氧化能力。但是，绝大部分材料的热膨胀系数较低、断裂韧性较差，限制了涂层整体性能的发挥。结合纳米技术和等离子-物理气相沉积等新的制备技术，改性修饰稀土锆酸盐等表层材料的热物理性能，引入稀土钽酸盐等热导率低、韧性强、阻氧性好的材料，被认为能提高双层涂层的隔热性能和使用寿命。     

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17Ni4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善.采用等离子体喷涂方法在1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面制备Al2O3-TiO2 、Cr2O3陶瓷涂层和NiCrAlY金属涂层及NiCrAlY/ Al2O3-TiO2、NiCrAlY/ Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系.结果表明, Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好.提高喷涂功率时,Al2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高.合金涂层NiCrAlY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果.陶瓷涂层Al2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层NiCrAlY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制.     

改性800合金碱性SCC机理研究

通过对改性800合金（800M）在沸腾的50％NaOH 0.3%SiO2 0.3%Na2S2O3溶液中发生的晶间腐蚀（IGA）和沿晶应力腐蚀破裂（IGSCC）试样的扫描电镜（SEM）观察，结合阳极化曲线、表面膜俄歇电子能谱（AES）分析和恒电位极化的稳定溶解电流密度ist等测试研究了800M合金在碱液中的IGA形成及IGSCC破裂机理，并探讨了IGA对IGSCC的促进作用。发现在－500mV/SCE整个表面发生的IGA是表面膜中Cr的相对含量低，保护性差，以及溶液中S2O3^2-还原成S^2-在晶界偏析，使晶界的化学活性增加，导致C形环晶界的溶解速率iIG＞晶粒的溶解速率iGC所致。在电位E＝－40及－20mV/SCE发生IGSCC，可能是由于Ni形成不稳定的氧化产物，使合金表面膜保护性能下降，在应力作用下，活性大的晶界溶解，形成的微裂纹沿晶界扩展而导致沿晶应力腐蚀破裂。800M合金表面形成的IGA对IGSCC的萌生与扩展有促进作用，晶界是合金发生IGSCC的活性通路。     

Coke formation and metal dusting of electroplated Ni3Al-CeO2-based coatings in CO-H2-H2O

Coke formation and metal dusting of electrodeposited pure, 5 μm CeO₂-dispersed, and 9-15 nm CeCO₂-dispersed Ni₃Al coatings were investigated in CO-H₂-H₂O at 650 °C for a period of 500 h. All Ni₃Al coatings showed the inferior long-term resistance to coke formation and metal dusting to the Fe-Ni-Cr alloy due to failure to form a continuous Al₂O₃ scale. CeO₂-dispersed Ni₃Al coatings, especially 9-15 nm CeCO₂-dispersed coatings, exhibited more severe coke formation and metal dusting than the pure Ni₃Al coating. The detrimental effect of CeO₂ is believed to be caused by the enhanced formation of NiO/Ni crystals on the coating surfaces or at the grain boundaries, which catalysed the carbon deposition and promoted the carbon attack on Ni₃Al coatings.     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料的可靠性、磨损形态及其切削耐用度

研究了Al2O3和Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料的Weibull分布、磨损形态及其切削耐用度。用一元线性回归方法确定Al2O3/ZrO2(Y2O3)刀具的耐用度参数,分析切削条件对Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料寿命的影响。结果表明:Al2O3和含2%(摩尔分数)及3%Y2O3的ZrO2/Al2O3(Al2O3/ZrO2(2Y)及Al2O3/ZrO2(3Y))复合刀具材料Weibull模数的m值分别是5.6、10.2和11.7,说明Al2O3/ZrO2(3Y)陶瓷的可靠性最优;Al2O3/ZrO2(3Y)复合刀具切削40CrMoNiA合金钢的磨损形态主要来自磨粒磨损和粘结磨损,耐用度参数vc、f、ap的指数值分别为1.3、1.69和0.66,陶瓷刀具更适合高速切削,最大影响因素是进给量(f),在最佳切削条件下(vc=140 m/min,ap=0.5 mm和f=0.3 mm/r)切削耐用度为3 h。     

Wettability of molten Zr55Cu30Al10Ni5 on alumina and zirconia

The wetting behavior of molten Zr55Cu30Al10Ni5 on Al2O3 and ZrO2 was studied using the sessile drop method. The results show that the nonwetting-to-wetting transition for the Zr55Cu30Al10Ni5/ZrO2 wetting system takes place at 1193 K. The wetting of molten Zr55Cu30Al10Ni5 on Al2O3 is a non-reactive wetting. Owing to the formation of diffusion band at the front of the wetting tip in the Zr55Cu30Al10Ni5/Al2O3 system, the wettability of Al2O3 is better than that of ZrO2.     

AZ91D压铸镁合金激光局部重熔区气孔的形成机制

采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱分析仪(XPS)等分析手段,研究了NiTi合金表面绝缘膜的结构及成分,从而探讨非阀金属NiTi合金表面微弧氧化陶瓷膜层的形成机制.结果表明,NiTi合金微弧氧化过程中的电流密度-时间曲线与纯钛形状基本一致,也可分为3个阶段,但其最大的电流密度为后者的13倍;NiTi合金表面的绝缘膜主要是通过电化学沉积形成的Al2O3及少量的TiO2、Ni2O3和磷酸盐薄膜,这一绝缘膜就相当于阀金属的阳极氧化膜,为NiTi合金进行微弧氧化处理提供了前提条件;NiTi合金表面的陶瓷膜层主要来源于电解液中的铝酸根离子和少量的基体Ni和Ti(包括固态的和溶解于电解液中离子态的),经反复的放电、熔融、喷射、冷却、凝固,发生一系列的电化学、等离子体化学和热化学反应最终形成表面粗糙多孔陶瓷膜层.     

工艺条件对镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层性能的影响

为了研究电刷镀复合镀层的工艺条件(颗粒粒径和搅拌方式)对镀层性能的影响,采用不同粒径的Al2O3颗粒和超声波震荡、机械震荡两种搅拌方式,在45钢基体上制备了几种镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层,对比分析了镀层的表面形貌及组织成分、耐腐蚀性能、与基体的结合力以及硬度等.结果表明:Al2O3的粒度越小,镀层表面的微观组织越...     

MICROSTRUCTURE AND INCLUSION CHARACTERIZATION IN THE SIMULATED COARSE-GRAIN HEAT AFFECTED ZONE WITH LARGE HEAT INPUT OF A Ti-Zr-MICROALLOYED HSLA STEEL

1. IntroductionA pplication oflargeheatinputw elding techniques, w hich have been developed forlarge engineer-ing structure, e.g., big oiland gas tanks, bridge, pipe-line and architecture constructions etc. usuallycausesdeterioration ofm echanicalproperti…     

定向凝固Ni3Al合金高温变形后的显微组织特征

利用金相,扫描电镜和透射电子显微镜研究了定向凝固Ｎｉ３Ａｌ合金高温变形后的显微组织特征。研究结果表明,当变形速率较快时,原始柱状晶晶界无明显变化,晶内无明显结构存在;当变形速率较慢,合金呈现塑变形时,变形初期柱状晶晶界呈现“锯齿状”,后期原始柱状晶界消失,代之以晶粒尺度约为１５ｍｍ的晶粒带,晶粒带中既有小角度晶界,也有大角度晶界。     

MICROSTRUCTURE AND INCLUSION CHARACTERIZATION IN THE SIMULATED COARSE-GRAIN I-IEAT AFFECTED ZONE WITH LARGE HEAT INPUT OF A Ti-Zr-MICROALLOYED HSLA STEEL

The microstructure and the characteristics of the inclusions embedded in ferrite matrix in simulated coarse-grain heat affected zone (CGHAZ) of a Ti-Zr-treated high strength low alloy (HSLA) steel have been investigated. The microstructure of the simulated CGHAZ dominantly Consisted of intragranular acicular ferrite (IAF) combining with a small amount of polygonal ferrite (PF), widmanstiitten ferrite (WF), bainite ferrite (BF), pearlite and martensite-austenite (M-A) islands. The PF, WF and BF were generally observed at the prior austenite grain boundaries and the interlocking acicular ferrite was usually found intragranularly. It was found that the inclusions were composed of Ti2O3 ZrO2, Al2O3 locating at the center of the particles and MnS lying on the surface layer of the inclusions. The intragranular complex inclusions prorooted the acicular ferrite formation and the refinement of microstructure whilst those at prior austenite grain boundaries caused PF formation on the inclusions. The simulated CGHAZ consisting of such complicated microstructure exhibited desired mechanical properties.     

等离子喷涂ZrO2热障涂层热冲击破坏研究

对比研究了等离子喷涂ZrO2梯度热障涂层及传统的双层结构热障涂层,选择NiCoCrAlTaY合金粉末作为热障涂层的粘结底层材料、7％Y2O3-ZrO2作为热障涂层的面层材料、不同比例的NiCoCrAlTaY与7％Y2O3-ZrO2(YPZ)复合粉末作为梯度过渡层材料,然后进行热冲击试验、金相分析及扫描电子显微镜形貌分析,结果表明梯度热障涂层热冲击寿命明显高于传统的双层结构热障涂层。     

定向凝固下Ti-48Al合金与不同氧化物铸型涂层界面反应的研究

通过SEM、EDS以及XRD等检测方法对Ti-48Al合金分别与Al2O3、Y2O3、ZrO2铸型涂层的界面反应处的微观组织、元素分布以及界面处的相组成等进行检测;同时结合对界面处的硬度测量,得到界面反应层厚度。结果表明,合金熔体与不同铸型涂层均发生了界面反应。铸型涂层材料不同,界面反应剧烈程度也不同。反应过程中在熔体和扩散元素的冲击下,物理侵蚀和化学反应同时存在形成了反应层,反应的强弱则与涂层材料有关。更值得注意的是,对钛铝合金与铸型涂层的热力学性质进行了计算。研究还表明,熔体在界面处的反应层主要由涂层材料的脱落扩散程度控制,涂层中的元素尤其是O元素的扩散是控制界面反应进程的重要因素。