钛合金表面抗高温氧化涂层的研究进展

钛合金在制造航空航天发动机等关键部件方面具有重要的应用价值，但高温性能不稳定是制约其发展前景的主要原因。采用激光熔覆技术在钛合金表面制备耐高温涂层，是在不改变钛合金材料整体性能的前提下赋予材料表面特殊性能的重要途径。首先介绍了钛合金的氧化行为，并简要分析了钛合金在氧化过程中的氧化特点及失效形式，指明其改善途径。随后总结分析了目前常用的镍基高温涂层、TiAl系高温涂层和高熵合金高温涂层的研究现状，其中镍基合金涂层具有较高的结合强度、良好的耐磨性和优异的耐蚀性，但由于涂层与基体中元素的扩散速率不同导致的差异，造成柯肯达尔空洞的产生，涂层变得不稳定，涂层与基体的结合强度降低。TiAl基合金的高温性能与镍基高温合金相近，且密度小，有代替镍基合金的发展趋势，其涂层表面可以生成均匀致密的Al2O3氧化膜，并且与钛合金基体间的化学成分差异小，基本不发生互扩散现象。但二元TiAl系涂层对于Al的用量有严格的要求，当其使用温度超过850 ℃时，抗氧化性能也会严重降低。因此Ti-Al-X系涂层中X元素（例如Cr、Si、Ni等元素）的添加，可以适当地降低Al含量，促进均匀致密的Al2O3氧化膜的形成，有效地阻止氧元素向基体的扩散，并且比二元TiAl涂层的脆性要低、塑性更好。高熵合金高温涂层具有许多优异的性能，调整其中某一种或者某几种元素的含量都可以进一步优化性能，因此应用前景极为广阔，但其还处于实验室研究阶段，元素配比的不合理，基体元素对熔覆层的反作用，都会使高熵合金的脆性和力学性能达不到理论效果，不能进入真正的应用阶段。最后展望了激光熔覆技术在钛合金表面制备高温涂层的发展趋势。     

Ti6Al4V钛合金表面Al2O3颗粒改性微弧氧化涂层制备及性能

微弧氧化技术是一门新的表面处理技术,在很多领域有着广泛的应用前景,但其结构受限于电解液成分。本文通过在磷酸盐电解液中加入Al2O3陶瓷颗粒,使得在Ti6Al4V钛合金表面的微弧氧化涂层结构和性能得到改性。涂层的结构和性能通过扫描电镜和XRD衍射仪进行表征和测试,涂层的抗高温氧化性能和热震性能通过高温热循环氧化试验和热震试验进行测试。结果表明,通过在电解液中添加Al2O3陶瓷颗粒,涂层由Al2TiO5 and TiO2组成,涂层更为致密,表现出更为优异的抗高温氧化和热震性能。电解液中游动的Al2O3陶瓷颗粒在微弧氧化过程中被吸入到样品表面并进入涂层,涂层的结构和性能得到改性。     

采用图像分析技术对球形Ti-6Al-4V粉末粒形的定量分析

采用图像分析技术对4种不同方法制备的球形Ti-6Al-4V粉末进行粒形的定量分析,分别测量了粉末的球形度、椭圆率、赘生物指数及粗糙度。结果表明:4种方法制备的粉末平均球形度均在90%以上。等离子旋转电极雾化法(PREP)、等离子火炬雾化法(PA)、等离子惰性气体雾化法(PIGA)、电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制得粉末球形度依次降低,粗糙度依次增加。PREP、PA、EIGA、PIGA法制得粉末的表面卫星球粘附依次增加。对于PREP法制得粉末,粉末粒径范围越细,球形度越高,平均粗糙度越小。粉末粒形指标的差异与其制备方法的原理有关。采用图像分析技术可以实现对金属粉末粒形指标的科学定量分析。     

船舶海水管路钛合金应用技术研究

钛合金以其高比强度、优良的耐海水腐蚀性能,成为未来船舶选材的热点。综述了海水管路用钛合金的材料选用、焊接技术、弯管技术、腐蚀防护以及防海生物污损等方面的研究工作进展并进行分析,证明钛合金是船舶海水管路系统的理想选择,以期推动钛合金在船舶海水管路的推广和应用。     

阻燃丙烯酸树脂的制备及在空气滤纸上的应用

先制备出含磷丙烯酸酯乳液,再将其用于滤纸原纸的浸渍后,获得的空气滤纸阻燃性得到提高。对含磷丙烯酸树脂乳液表征,证明含磷单体成功引入了聚合物体系中,热稳定性变好。制备的聚合物乳液中含羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯质量分数为12%以内时,单体的转换率和聚合物的稳定性较好。通过氧指数测定证明,浸渍后空气滤纸LOI从20.0%提高到26.3%,阻燃性能得到明显改善并且空气滤纸的物理性能满足标准。     

《防护服装 阻燃服》新旧标准对比分析

本文从适用范围、术语和定义、分级、要求、试验方法、标识、包装和储存等方面分析比较了阻燃服新标准GB 8965.1—2020与原标准GB/T 8965.1—2009不同点,通过对部分标准条文和标准应用中存在问题的分析,以帮助标准使用人员加深对标准的理解和准确应用。     

表面微织构硬质合金对钛合金的三维摩擦仿真分析

为分析硬质合金表面织构化在摩擦过程中的降磨机理,通过ABAQUS有限元软件进行三维建模仿真分析,建立沟槽、半圆凹坑、菱形凹坑和方形凹坑的织构化硬质合金模型。结果表明:硬质合金表面织构化能够有效避免摩擦过程中的应力集中现象,改善应力分布,相对于无织构表面来说,大幅降低了接触区域的平均应力;微织构的存在改善了钛合金表面应力梯度过大的现象;沟槽型织构能够增大散热面积,显著降低摩擦温度,菱形织构能够控制摩擦过程中的温度增长。     

航空发动机用大规格TC17钛合金棒材显微组织均匀性研究

利用电子背散射衍射(EBSD)技术对?500 mm TC17钛合金棒材显微组织的均匀性进行了研究,分析了不同部位α、β相的晶体取向。结果表明,棒材边部和心部的初生α相等轴化良好,取向分布均匀;锻后冷却速度会影响棒材边部和心部组织中等轴α相的晶粒尺寸,心部显著大于边部。在光学显微镜下原始β晶界不明显,但心部组织中出现β相基本保持取向一致的"宏区",说明原始β晶粒破碎程度不足。对于大规格TC17钛合金棒材,仅凭借显微组织判定其均匀性存在漏洞,需增加β晶粒度检查以规避后续出现粗大原始β晶粒的风险。