高速电弧喷涂Fe-A1／WC复合涂层在800℃下的氧化行为

采用高速电弧喷涂技术（HVAS）在20G钢基体上制备了Fe-AL/WC金属间化合物复合涂层，测试了涂层在800℃下的氧化性能。结果表明，Fe-AL/WC复合涂层的氧化动力学曲线呈现出近似对数规律，5h后的氧化速率低于20G钢；涂层的氧化物以AL2O3、Fe2O3、Fe3O4和FeO为主，且分布不均匀；涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜，阻止了涂层的进一步氧化。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在650℃下的氧化行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Al／WC金属间化合物复合涂层，利用热重天平测试了涂层在650℃下的氧化性能。结果表明：Fe-Al／WC复合涂层的氧化动力学曲线近似呈现出对数规律；涂层的氧化物以Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和FeO等为主，且其分布不均匀；涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜，阻止了涂层的进一步氧化。     

高速电弧喷涂Fe3Al/WC复合涂层高温冲蚀行为研究

采用自行研制的新型热喷涂Fe3Al/WC复合合金粉芯丝材,成功地用高速电弧喷技术制备出了Fe3Al金属化合物基金属陶瓷复合涂层。对涂层成分、显微组织、涂层相结构和组成进行了分析,结果表明,涂层由以Fe-26Al为主的Fe3Al基体相与约20%的WC、W2C和 a-Al2O3相组成。对比研究了Fe3Al/WC涂层和电站锅炉钢20 g从室温至650 ℃氧化环境条件下不同攻角的高温冲蚀磨损性能,结果表明Fe3Al/WC涂层的高温冲蚀磨损抗力高于20 g钢,650 ℃和30°攻角下的稳态相对冲蚀磨损抗力为20 g钢的3.14倍。温度对Fe3Al/WC涂层的冲蚀行为有较大影响：温度 < 450℃,涂层的冲蚀率变化不大,表现出塑性材料的冲蚀行为;温度 >450 ℃,涂层冲蚀率变化较大,呈现典型的脆性材料冲蚀磨损行为。并对其高温冲蚀磨损机理进行了分析。     

高速电弧喷涂Fe-Al涂层在800℃下的氧化性能

采用高速电弧喷涂技术(HVAS)在20G钢基体上制备了Fe-Al金属间化合物涂层，测试了涂层在800℃下的氧化性能．结果表明，Fe-Al涂层的氧化动力学曲线近似呈现对数规律，其在5h后的氧化增重低于20G钢；涂层的氧化物为Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和FeO等，且其分布不均匀；涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜，阻止了涂层的进一步氧化。     

几种高速电弧喷涂层高温冲蚀磨损性能

用高速电弧喷涂技术制备出用于热电厂抗高温冲蚀磨损的FeCrAl／WC、FeCrNi／WC、Fe3Al和Fe3Al／WC复合涂层。研究了涂层在不同的温度和冲蚀角度下的高温冲蚀磨损性能。结果表明，温度和攻角对Fe，Al／WC、FeCrAl／WC涂层的冲蚀行为有较大影响；在650℃棱角状石英砂磨粒冲蚀条件下，Fe3Al、Fe3Al／WC、FeCrAl／WC复合涂层的抗冲蚀磨损性能明显优于G20钢，FeCrAl／WC涂层具有最好的全攻角冲蚀磨损抗力，可以作为燃煤锅炉管道的抗高温燃气-飞灰高温冲蚀磨损的防护涂层。     

等离子喷涂 NiCoCrAlY / Al2 O3 高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化性能研究

目的研究等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层在850℃时的高温抗氧化性能和抗氧化机理。方法采用喷雾造粒、化工冶金包覆技术制备NiCoCrAlY/Al2O3复合粉体,并采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层。采用SEM和XRD研究粉体和涂层的显微结构和物相组成,并采用马弗炉研究复合涂层在850℃的恒温氧化动力学曲线,通过研究氧化96 h以后涂层表面的组织形貌,探讨NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层的抗氧化机理。结果 NiCoCrAlY合金层均匀致密地包覆在Al2O3颗粒的表面,包覆层厚度约为3~5μm。复合粉体的主要组成为Al2O3相和NiCoCrAlY合金相,没有其他杂质相的存在。等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层氧化动力学曲线分为大斜率直线、抛物线和系数几乎为0的抛物线等3个阶段。氧化96 h以后,涂层的氧化质量增量为4.9 mg/cm2左右,表面形成了一层连续的氧化物保护膜,经EDX分析,氧化膜层主要由Al,O,Cr和Ni组成。结论等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3复合涂层具有良好的高温抗氧化性能,涂层中Ni,Cr,Al的氧化以及硬质相Al2O3的加入是涂层抗氧化的主要原因。     

高速电弧喷涂FeNiCrAl/Cr_3C_2涂层的高温氧化性能和氧化机理

选用两种不同外皮的Fe Ni Cr Al/Cr3C2金属陶瓷粉芯丝材,采用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备涂层.采用增重法研究Fe Ni Cr Al/Cr3C2涂层在750℃时的氧化动力学曲线,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究涂层的显微组织结构和氧化产物,分析涂层在750℃时的抗高温氧化性能和氧化机理.结果表明,Fe NiCr Al/Cr3C2涂层的氧化动力学曲线呈抛物线型,涂层的增重明显低于20G钢,并且以304不锈钢为外皮的涂层的抗高温氧化性能明显优于以430不锈钢为外皮的涂层;涂层氧化后表面生成致密的氧化膜,阻塞氧的扩散通道,抑制氧化,起到保护作用.     

Fe-30Mn-9Al奥氏体钢高温循环氧化特征

研究了Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃、800℃和950℃空气中循环氧化160 h表面形成的氧化膜形貌、成分和组织结构.Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃和800℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数增加,氧化增重减小,氧化160 h分别增重1.00和4.08 mg/cm2.氧化层主要由Mn2O3,Al2O3和(Mn,Fe)2O3等相组成.在950 ℃,钢的氧化增重显著上升,160 h增重43.50 mg/cm2,表面形成了Fe2O3、MnO2以及MnAl2O4、Al2Fe2O6等复合氧化物.800℃下循环氧化后形成了多层氧化物膜 ,外层以Mn2O3型氧化物为主,内层以Al2O3为主;钢基体表面为 富Fe、贫Mn的铁素体层.      

WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的冷喷涂制备

采用WC/Fe/Al混合粉末,通过机械合金化制备40v0l％ WC/Fe(Al)固溶体复合粉末,利用冷喷涂沉积涂层并结合热处理原位反应制备了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.研究了球磨时间对复合粉末相结构、晶粒尺寸及组织结构的影响,并分析了冷喷涂WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的组织和显微硬度.结果表明,机械合金化可获得WC陶瓷颗粒呈微/纳米多尺度分布的WC/Fe(Al)金属陶瓷复合粉末,球磨36 h的复合粉末基体相平均晶粒尺寸约为90 nm,冷喷复合涂层组织致密、多尺度WC颗粒在基体中均匀弥散分布,涂层显微硬度约为1060 HV0.3,涂层在650℃热处理后发生Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,制备出了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.     

热喷涂合成Fe3Al基涂层的高温摩擦学特性

采用自制的新型热喷涂粉芯丝材和高速电弧喷涂技术成功制备出Fe3Al金属化合物基合金涂层，对涂层的组织、成分和相结构进行了初步分析，并测试了涂层在室温至650℃的摩擦学特性。结果表明：Fe3Al涂层的基体相由含29％Al(摩尔分数)的Fe3Al和FeAl二相混合物组成，Fe3Al／WC涂层基体为Fe-26％Al(摩尔分数)合金；添加少量WC硬质相的Fe3Al／WC涂层具有良好的高温减摩特性和耐磨性，450℃和650℃其相对耐磨性分别比20g钢高1．92倍和9．23倍；WC／W2C硬质相对Fe3Al基体的强化作用，以及涂层表面形成具有自保护作用的高硬度致密氧化膜是Fe3Al／WC涂层高温耐磨性提高的主要原因。     

温度对高速电弧喷涂FeNiBSi/Cr_3C_2复合涂层热腐蚀性能的影响

采用高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备出Fe Ni BSi/Cr3C2复合涂层.采用光学显微镜和扫描电镜分析涂层的显微结构,以及X射线衍射分析涂层相组成.试验选用摩尔比为7∶3的Na2SO4+K2SO4饱和水溶液为腐蚀介质涂刷于试样表面,并以20G钢作对比材料,在550~750℃下研究了涂层的抗热腐蚀性能.结果表明,涂层具有典型的层状结构特征,致密且连续.涂层的抗热腐蚀性能明显优于20G钢.在550和650℃下涂层表面形成了致密的氧化膜(Fe2O3,Cr2O3和Fe Cr2O4)阻碍了熔盐的侵入,提高了涂层抗热腐蚀性能.在750℃下涂层氧化膜变得不完整,不能有效地阻隔熔盐,此时涂层的抗热腐蚀性能较差.     

复合料浆热压滤法制备空间网络复合涂层及其高温氧化行为

采用复合料浆热压滤法制备出厚度在数十微米到数百微米之间可控的YSZ/YSZ、Al2O3/YSZ、Al2O3/YSZ-Al2O3和Al2O3/Al2O3复合涂层。微观形貌显示复合涂层由具有空间网络结构的YSZ或Al2O3包覆颗粒状YSZ或/和Al2O3组成。高温氧化实验结果显示,含有适量YSZ颗粒的Al2O3/YSZ-Al2O3复合涂层具有优异的抗高温氧化性能。为通过氧元素在复合涂层中的扩散行为深入分析其抗高温氧化性能,本文还基于复合涂层的微观结构及高温氧化行为表现,建立与之相对应的简化模型。     

PCrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层的高温氧化行为

用磁控溅射方法在PCrNi3 MoVA钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中850 ℃恒温氧化100 h,借助XRD、SEM和EDAX对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明,涂层大大提高了基体的抗氧化性,涂层表面主要生成了与基体粘附性好的Al2O3氧化膜,在柱状晶间隙较大处生成了NiCr2O4氧化膜与Fe2O3氧化膜;同时涂层的Ni元素与基体的Fe元素发生了明显的互扩散,而Cr元素在界面富集,Al元素主要集中在表面和界面,与氧发生反应生成Al2O3.     

内生氧化铝颗粒增强高熵复合涂层的制备及其减摩性能的研究

目的 研究铝含量对内生氧化铝颗粒增强高熵复合涂层的组织结构及其摩擦学性能的影响.方法 在激光熔覆过程中,利用铝热反应将金属氧化物还原,并沉积在Q235钢表面,制备内生Al2O3陶瓷颗粒增强的AlxCoCrFeNi(x=0,0.3,1,1.5,2)高熵复合涂层.通过XRD、SEM、EDS、XPS、RAMAN及摩擦磨损测试仪等检测方法,研究高熵复合涂层的组织结构及其摩擦学性能.结果 涂层中含有大量弥散分布的纳米级Al2O3陶瓷颗粒.随着Al含量的增加,高熵复合涂层逐渐由FCC与BCC共存的形式转变为单相BCC的显微组织.同时,载荷为10 N时,高熵复合涂层的摩擦系数和磨损率均随着Al含量的上升而下降.Al2CoCrFeNi具有最低的平均滑动摩擦系数(0.15)和最低的磨损率(1.01×10–6 mm3/(N·m)),分别为Q235钢基体的1/4和1/38.当AlxCoCrFeNi系涂层中,当x增加至2时,磨痕表面的逐层剥落现象消失.涂层的主要磨损形式由氧化磨损和疲劳磨损转变为轻微的磨粒磨损.载荷为20 N时,Al2CoCrFeNi涂层的平均摩擦系数上升至0.325.结论 增加复合涂层中Al元素的含量可以稳定BCC相,并细化组织.同时,过量Al元素有抑制Fe元素氧化、降低摩擦表面Fe2O3含量、提高Fe3O4含量的作用,从而显著降低复合涂层的摩擦系数,并提高其减摩和耐磨性能.     

含铝奥氏体耐热钢的高温氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900 ℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1～3号钢在900 ℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为 Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4;1号钢氧化过程中还形成了富（Cr, Fe）的混合氧化物,降低了Al2O3氧化膜的连续性;4号钢900 ℃并没有形成致密的Al2O3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为 (Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4。     

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     

激光熔覆Fe-Al-Si复合涂层研究

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Al复合涂层和Fe-Al-Si复合涂层.利用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分别研究两种涂层的物相和微观组织,并测试其显微硬度和耐磨性,同时进行对比分析.结果表明:Fe-Al复合涂层主要由Fe、Al、Al2O3、Fe3Al等相组成,而Fe-Al-Si复合涂层主要由Fe、SiO2以及Al2Fe3Si4等相组成;Fe-Al复合涂层内部存在孔隙缺陷,而Fe-Al-Si复合涂层内部无裂纹、气孔等,组织更均匀细小,与基体之间冶金结合良好;Fe-Al-Si复合涂层的显微硬度和耐磨性均约为Fe-Al复合涂层的1.8倍.     

FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层在700℃氧化行为研究

采用高速电弧喷涂技术，将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层，分析两种涂层的组织结构，研究两种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明：FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV三种金属间化合物和Al2O3、Fe3O4两种氧化物组成；FeAlNiMoCrC涂层主要由AlNi、AlCr2、FeNi3、Fe8Cr四种金属间化合物和Al2O3、Cr2O3和Fe3O4三种氧化物组成。计算涂层的孔隙率，发现涂层内部孔隙率较低，均在10%以内。对所绘制的氧化增重曲线进行拟合分析后发现，FeAlNiMoCrC涂层的氧化速率常数较小，氧化指数大，氧化速率慢，抗氧化性能良好。结合物相和组织分析，可以认为涂层中低的孔隙率和氧化产物中生成连续且致密的Al2O3、Cr2O3、Fe3O4等氧化膜，是抗高温氧化性能提高的主要原因。     

载荷对钛合金Al2O3Y2O3/AlY复合涂层摩擦学性能的影响

为了提高耐摩擦磨损性能,采用磁控溅射技术在γTiAl钛合金表面制备了Al2O3Y2O3/AlY复合涂层。检测了涂层的厚度、表面硬度、微观组织和成分变化。通过在130g、230g和330g载荷下采用GCr15钢球作摩擦副进行的摩擦磨损试验,研究了有和无复合涂层的γTiAl合金的耐摩擦磨损性能。结果表明:Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的厚度约为33μm,由Al2O3Y2O3层、AlY层和扩散层组成,平均表面硬度为433.4HV0.1。带复合涂层的γTiAl合金摩擦因数和比磨损率均比无涂层γTiAl合金的小。在不同的摩擦磨损试验载荷下,无涂层γTiAl合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而有Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的γTiAl合金则主要是磨粒磨损和氧化磨损。     

电弧喷涂Cr3C2增强Fe-Al涂层的组织与性能

采用电弧喷涂方法在20g钢表面制备了以Fe、Al为基、Cr3C2作为增强相的涂层.研究了涂层的组织结构、干摩擦条件下的磨损性能和在650℃时的氧化行为.结果表明:呈层片状的涂层主要组成相为AlFe、AlFE3、FeCr金属间化合物和Al2O3,涂层中存在纳米结构和非晶态组织;经过静态650℃×1h氧化后涂层中有不连续的Al2O3膜和Cr2O3形成,提高了涂层的抗氧化性能;添加的Cr3C2和反应生成的金属间化合物提高了涂层的磨损抗力,在干摩擦条件下涂层的抗磨损性能高于淬火处理的45钢.