热处理对超临界电沉积Co-Ni-P合金薄膜的摩擦学与电化学腐蚀性能影响研究*

采用超临界二氧化碳（S-CO₂）辅助电沉积及后续热处理（200～600℃）制备钴-镍-磷（Co-Ni-P）三元合金涂层,热处理时间为1 h。研究不同热处理温度对超临界电沉积制备的Co-Ni-P三元合金涂层的微观形貌、相结构、硬度、摩擦学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果显示:超临界CO₂电沉积制备的Co-Ni-P三元合金呈现非晶结构,但经过400℃热处理后由非晶结构转变为晶体结构;Co-Ni-P涂层的硬度随着热处理温度增加先升高后降低,当热处理温度为400℃时,表面硬度最高,约为780 HV。摩擦学和电化学腐蚀性能测试显示:热处理对Co-Ni-P薄膜的平均摩擦因数影响较小,处理前后合金涂层的平均摩擦因数均为0.12左右;但热处理显著影响Co-Ni-P合金薄膜的耐磨性能和电化学腐蚀性能,其磨损率和腐蚀速率随着热处理温度升高先减少后增加;当热处理温度在300和400℃时,Co-Ni-P合金分别呈现最低的磨损率和最好的耐腐蚀性能。     

热处理对钼基非晶纳米晶涂层相组成及摩擦磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶涂层,研究了300~1150℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶化程度减弱;显微硬度最大和耐磨性能最好的热处理温度是差热分析曲线的放热峰(1050℃)附近,并且在此温度点上涂层晶粒的尺寸最小,对涂层有很好的弥散强化作用。     

X70管线钢在海水中的腐蚀特性与防腐涂层性能研究

研究常温和40℃的温度环境下,X70钢在模拟海水中的腐蚀性能。介质为模拟海水,分别对表面抛光和表面带有防腐涂层的X70钢试样进行浸泡腐蚀试验,对其产物观察取样并进行SEM和XRD扫描,得到其腐蚀垢层微观形貌图和成分分析图。对X70钢进行电化学腐蚀测试,结果表明,同温度下,腐蚀电流密度随着浓度的增加而增大,腐蚀速率随着浓度的增加而增大;同浓度下,腐蚀电流密度随着温度的升高而增加,腐蚀速率随着温度的升高而增大。对X70钢在海水条件下的腐蚀速率、腐蚀产物以及防腐涂层性能等进行了全面的分析,所得数据真实可靠,为海水所用X70钢的腐蚀性能分析及防腐方法提供了理论和试验依据。     

固溶和稳定化处理后Zr-Mo微合金化310S不锈钢的显微组织和耐腐蚀性能

制备了Zr-Mo微合金化310S不锈钢并进行了不同温度(1 050~1 150℃)固溶处理以及1 150℃固溶+不同温度(950~1 1050℃)稳定化处理,研究了不同热处理后试验钢的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:固溶处理后,试验钢的显微组织为均匀的奥氏体等轴晶,且晶粒内有大量退火孪晶,晶界或晶内析出条状或球形颗粒状(Zr,Mo)C相和块状Zr(C,N)相;1 150℃固溶+不同温度稳定化处理后试验钢的显微组织与固溶态的相似,但析出相数量增多,且在950℃稳定化处理后,晶界上析出了大量的链球状M23C6相;950~1 050℃的稳定化处理对试验钢的耐均匀腐蚀性能影响不大;随着稳定化温度的升高,试验钢的晶间腐蚀敏感性降低,耐晶间腐蚀能力增强。     

高能喷丸镁合金表面磁控溅射铝膜的微观结构和耐腐蚀性能

对AZ91D镁合金基体表面进行不同时间(0,20,30,40min)高能喷丸(HESP)处理,再采用磁控溅射技术在HESP基体表面沉积铝膜,研究了铝膜的微观形貌与耐腐蚀性能。结果表明:HESP基体表面铝膜的表面组织均匀、致密,铝膜较厚,且随着HESP处理时间的延长,组织更加细小、均匀,铝膜厚度增大;经40min HESP处理后,铝膜与基体之间存在明显的过渡层,二者的结合力为16N,是未经HESP处理的3.2倍;与未经HESP处理的相比,HESP基体表面铝膜在NaCl溶液中的自腐蚀电流密度与在盐雾中腐蚀24h后形成的腐蚀坑深度均较小,且随着HESP处理时间的延长,自腐蚀电流密度与腐蚀坑深度均减小,铝膜的耐电化学和耐盐雾腐蚀性能显著提高。     

退火温度和环氧树脂封装对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将其绕制成环形磁芯,然后在350,400,450,500℃下对环形磁芯进行退火处理;采用环氧树脂对400℃退火的磁芯进行封装,研究了退火温度和环氧树脂封装对Fe78Si9B13非晶合金软磁性能的影响。结果表明:随着退火温度升高,Fe78Si9B13非晶合金的初始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hc均呈先增大后减小的趋势;当退火温度为400℃时,Fe78Si9B13非晶合金的综合软磁性能最佳,μi为0.008 3H·m-1,Bs为1.517T,Hc为15.73A·m-1;采用环氧树脂封装后,Fe78Si9B13非晶合金的μi和Bs减小,Hc增大,它的磁化曲线和磁滞回线与封装前的基本重合。     

稀土镧改性Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的磁感应效应

制备了稀土镧元素改性的Fe78Si9B13非晶薄带,研究了镧含量和退火温度对薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响。结果表明:当磁场强度小于1 356A·m-1时,薄带的磁感应效应随着稀土元素含量的增加呈先增大后减小的趋势,当磁场强度大于1 356A·m-1时,稀土元素含量对磁感应效应的影响不大;磁感应效应变化幅度随着稀土元素含量的增加呈现出先增大后减小的趋势,当稀土镧质量分数为0.6%时最大;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着退火温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,当退火温度为300℃时最大。     

纳米Fe-Al/Cr3C2复合涂层的抗电化学腐蚀性能

研究纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr_3C_2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的系列复合涂层抗电化学腐蚀性能进行测试;利用Zview软件拟合交流阻抗谱,从定性到定量拟合对纳米Fe-Al/Cr_3C_2系列复合涂层的电化学腐蚀行为进行分析;利用扫描电子显微镜观察腐蚀后涂层表面形貌。添加了5%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层自腐蚀电位为-0.775V,自腐蚀电流为0.280mA/cm2,与其它涂层相比抗电化学腐蚀性能最优;此处添加的5%纳米级Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层的特征主要以均匀腐蚀性为主,而其它Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层都表现为一定的局部腐蚀特性。Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层本身的抗电化学腐蚀特性会受到Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的影响而存在改善的价值。加入量低于最佳值时,涂层因表面质量没有得到改善而抗电化学腐蚀性能较低;加入量高于最佳值时,涂层因表面高活性而导致抗电化学腐蚀性能较低。     

固溶温度对ZK60镁合金耐腐蚀性能的影响

在不同温度(200~300℃)下对铸态ZK60镁合金进行固溶处理,采用扫描电子显微镜观察不同温度固溶后合金的显微组织,并采用质量损失法和电化学方法研究了不同温度固溶后合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中第二相的含量减少且由连续分布变为不连续分布;随着固溶温度的升高,合金的腐蚀速率先升高后降低;经300℃固溶处理后,ZK60镁合金的耐腐蚀性能最好,其腐蚀速率为4.575 2mm·a~(-1),自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为0.011 639mA·cm~(-2)和-1.511 0V。     

沉积温度对类金刚石涂层表面形貌和性能的影响

采用直流等离子体增强化学气相沉积(DC-PECVD)技术,在不同温度下于YG8硬质合金基体上沉积了类金刚石(DLC)涂层,探讨了沉积温度对DLC涂层结构、表面形貌、厚度、显微硬度、耐磨损性能以及界面结合性能的影响。结果表明:随着沉积温度的升高,DLC涂层中sp3键的比例呈先增大后减小的趋势,并在160℃达到最大,为69%;沉积温度过高将导致DLC涂层出现石墨化;DLC涂层的厚度、显微硬度、耐磨损性能、界面结合力均随沉积温度的升高呈先增大后减小的趋势,当沉积温度为160℃时,涂层表面平整光滑、致密,此时涂层的厚度、显微硬度和界面结合力均达到最大,分别为3.2μm、2 395HV和63N;DLC涂层的显微硬度、抗磨损能力、厚度和界面结合强度随沉积温度的变化规律与sp3键含量密切相关。     

热处理对铝合金表面化学镀镍镀层性能影响

针对铝合金表面化学镀镍层结合力和耐蚀性差的问题,采用热处理方法提高镀层结合力和耐蚀性.高低温试验后用划痕法检测结合力强度,运用盐雾试验检测耐蚀性.通过对比试验和结果分析表明：热处理温度和时间对镀层性能存在交互作用;经过150℃、1.5h热处理,镀层与基体结合力最好,80h高、低温试验（高温105℃,低温-55℃）后,镀层结合力强度为48.7MPa;镀层经过150℃、1h热处理,镀层耐蚀性最好,96h盐雾试验后,外观无白斑、起泡、脱皮等腐蚀现象.     

镁合金表面再制造AlCoTi非晶涂层组织及力学性能研究

采用高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面制备了高非晶含量AlCoTi涂层,研究了涂层显微组织、力学性能、摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明,涂层呈典型的层状结构,其结构紧凑,与镁合金基体结合良好,孔隙率约为1.63%。涂层的组织主要由非晶相、纳米结构的α-Al和Al3Ti相组成。相比于AZ91镁合金,AlCoTi非晶涂层具有更高的显微硬度和耐磨性能：涂层的显微硬度约为511.3Hv0.1,远高于AZ91镁合金(62Hv0.1);在相同的磨损条件下,非晶涂层相对耐磨性约为晶体结构AZ91镁合金的3.9倍,其主要磨损机制为脆性剥落。在0.6 mol/L NaCl溶液中,非晶涂层自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别为-0.696V、0.741 8μA/cm²和33 660?·cm²,明显优于AZ91镁合金的-1.392V、769.3μA/cm²和1 914?·cm²。通过对镁合金表面不同防护涂层的电化学腐蚀性能和显微硬度比较分析,本研究为镁合金提供一种低成本、高性能的涂层材料及再制造关键技术。     

Microstructure and properties of Fe–Al intermetallic coatings on the low carbon steel synthesized by mechanical alloying

Fe–Al coating was obtained on low carbon steel substrates using mechanical alloying and subsequent heat treatment. Light optical microscopy and a scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectroscopy were used to conduct the microstructure characterization. Mechanical properties of the coatings were evaluated by microhardness measurements and wear tests. The corrosion behavior was determined by potentiodynamic polarization measurements in 3.5 % NaCl solution. The results of the mechanical and corrosion tests showed that the hardness and wear resistance of the coatings decreased with increasing the milling time, while increase in the milling time resulted in a significant increase in the thickness, porosity level, and corrosion resistance.     

淬火温度对40Cr13塑料模具钢耐腐蚀性能的影响

对40Cr13塑料模具钢进行不同温度(960,1020,1080,1140℃)淬火处理,研究了淬火温度对该钢组织与硬度的影响,然后进行200℃的低温回火处理,通过浸泡试验与电化学测试研究了其耐腐蚀性能。结果表明:不同温度淬火后,试验钢组织均为淬火马氏体、碳化物与少量残余奥氏体;随着淬火温度的升高,组织变得粗大,碳化物减少,当淬火温度为1140℃时,组织中存在沿奥氏体晶界析出的网状碳化物;随着淬火温度的升高,试验钢的硬度先增加后减小。当淬火温度由960℃升高到1080℃,经回火后试验钢在FeCl₃溶液中的腐蚀速率减小,试验钢表面点蚀孔直径变小,数量增多,但深度变浅;试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率减小,腐蚀倾向降低;最佳淬火温度为1020℃,此时淬火马氏体组织较细小,硬度最大,回火后试验钢的耐腐蚀性能较好。     

Influence of Heat Treatment on Microstructure and Sliding Wear of Thermally Sprayed Fe-Based Metallic Glass Coatings

Fe₆₂Ni₃Cr₄Mo₂W₃Si₆B₁₇C₃ amorphous coatings were thermally sprayed by a high velocity oxygen fuel spraying system (DJ-2700) and heat-treated at the temperatures ranges from 873 to 1,173 K in vacuum for 1 h. Differential scanning calorimetry, X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy were used to study the microstructural characteristics of the coatings. Vickers hardness tester was used to measure the hardness of the coatings. At the same time, the sliding wear behavior of the coatings was evaluated in a reciprocating ball-on-disk system. Within the resolution of XRD, amorphous structure without apparent crystalline phases was obtained in the as-sprayed coating. The heat treatments above 873 K led to the crystallization of amorphous phase. With the increase of heat treatment temperature, diffusion and sintering could occur between the layers of the coatings. The highest microhardness was obtained in the coating heat-treated at 973 K. When wear tested at a relative low load of 2 N, a direct correlation between the hardness and wear resistance of the coatings seems to be reasonable. However, at relative high loads, the wear resistance of the coatings is dependent on the resistance to crack initiation and growth between the layers rather than the hardness.     

焊后热处理对13MnNiMoR钢焊接接头在服役环境下SCC敏感性的影响

通过慢应变速率拉伸试验（SSRT）,对比研究了经过焊后热处理和未经过焊后热处理的13MnNiMoR钢焊接接头在250℃下、不同pH值的锅炉水环境中的应力腐蚀开裂敏感性。结果表明：在相同应变速率、相同温度下,经过焊后热处理和未经过焊后热处理的13MnNiMoR钢焊接接头,应力腐蚀开裂敏感性有明显的区别。经过热处理的13MnNiMoR焊接接头应力腐蚀开裂敏感性随着pH值的增大而减小,相反,未经过热处理的接头,其敏感性随着pH值的增大而增大。研究结果表明,合理的焊后热处理能够显著降低焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性。     

热处理对钛掺杂类金刚石薄膜场发射性能的影响

采用多靶磁控溅射技术制备了钛掺杂类金刚石(Ti-DLC)薄膜,并在不同温度(300,350,400℃)下进行了热处理,研究了热处理温度对薄膜微观结构、成分、能带结构以及场发射性能的影响。结果表明:与热处理前的相比,300℃热处理后Ti-DLC薄膜中sp²-C团簇相对含量增大,光学带隙最小,开启场强最低,为5.43 V·μcm^-1,场发射性能最好;当热处理温度高于300℃时,薄膜的DLC含量减少,同时生成大量TiO₂,光学带隙增加,薄膜开启场强增大,场发射性能变差;薄膜的场发射电流基本不受热处理温度的影响。     

The Effect of Pulsed Laser Annealing on Wear and Corrosion Properties of Electroless Ni-P Plating

Electroless nickel-phosphorous alloy was plated onto quenched and hardened stainless steel. Laser surface treatments by YAG laser beams were carried out with the objective of improving -both the wear and the corrosion resistance of the platings. The friction and wear properties of the laser-treated platings were compared to unplated, untreated plated, and 400°C heat-treated plated substrates in pin-on-disc tests under unlubricated conditions. It was shown that laser treatments gave about a ten percent reduction in the friction coefficient compared with unplated substrates, and that controlled laser-treated plating improved the wear resistance of untreated plating to a level equivalent to 400°C heat-treated plating. It was found that the salt-spray corrosion resistance of the laser-treated platings was much greater than the unplated material and the 400°C heat-treated plating. The laser treatment is capable of improving both wear and corrosion resistance; and the wear resistance is externally governed by the hardness of the plating, and the corrosion resistance is governed by the crystal structure, especially the amount of amorphous nickel.     

降低热喷涂涂层孔隙率的方法

当涂层用于防腐蚀时,腐蚀介质会通过热喷涂涂层的孔隙到达基体表面,从而造成防腐失败。封孔处理是提高涂层防腐蚀性能的重要途径。本文总结了涂层孔隙产生原因及封孔处理的目的,简述了降低热喷涂涂层孔隙率的方法,对未来涂层封孔技术进行了展望。