CoCrWSi涂层高温冲击磨粒磨损行为*

CoCrWSi涂层由于其优异的耐高温氧化性能,有望成为汽轮机零部件的防护涂层之一。但是关于该涂层在汽轮机真实服役环境中的高温冲击磨粒磨损行为却鲜有报道。以汽轮机阀门部件材料SA-182F92为基体,制备CoCrWSi防护涂层。利用自研的高温沙粒冲击试验机,研究CoCrWSi涂层在沙蚀环境中的高温冲击磨损行为,通过冲击动力学响应和磨痕形貌来评价该涂层的耐冲击磨粒磨损性能。结果表明：CoCrWSi涂层具有耐高温冲击磨粒磨损性能,具体表现为相同冲击次数下,CoCrWSi涂层样品的磨损面积、磨损体积和最大磨痕深度比基体样品小数倍,CoCrWSi涂层样品的能量吸收量和吸收率均小于基体样品。在高温沙粒环境下,冲击的过程中会有大量的沙粒嵌入磨痕表面,沙粒具有的不规则棱角会切削磨痕表面,进而磨痕表面可以观察到大量犁沟。在高温沙粒环境下,基体与涂层的磨损机理为塑性变形和磨粒磨损。不同的是,软化的基体在冲击区域边缘有明显的隆起,发生更严重的塑性变形;而涂层在冲击过程中虽没有完全剥落,但涂层内部萌生了微裂纹,磨痕表面也有部分涂层剥落。研究结果是在模拟汽轮机真实服役状况下得出的,试验参数如加热温度、沙粒（杂质...     

燃气轮机透平动叶异型曲面喷涂程序开发研究

文章用RobotStudio离线编程软件研究解决了机器人在燃机透平动叶片异型曲面上涂层制备的均匀性问题.其方法是首先在RobotStudio软件中建立模拟喷涂工作站,用微积分原理将异型叶身曲面剪截分成16个小部分,用联动计算、轨迹修正、外轴转角修正等优化方法,编制出透平动叶片叶身的喷涂程序.最后,用挂样方法验证喷涂程序,喷涂结果显示涂层厚度在0.11~0.15 mm,非常均匀,证实了编制程序的可喷涂性.     

超音速火焰喷涂制备 NiCr-Cr3C2 涂层 防固体颗粒冲蚀性能研究

用超音速火焰喷涂技术在 10Cr9Mo1VNb 耐热钢基体上制备了 NiCr-Cr3C2 耐冲蚀金属陶瓷涂层, 620℃下 用 Fe2O3 颗粒分别以 210 m/s 和 300 m/s 的速度对基体和涂层进行冲蚀实验; 利用金相显微镜、 显微硬度计、 扫 描电子显微镜、 激光显微系统研究了涂层的金相组织、 硬度、 冲蚀形貌及元素分布; 通过质量冲蚀率表征冲蚀 结果。 结果表明： 涂层组织致密, 碳化物颗粒分布均匀; 硬度范围在 760 HV~930 HV 之间。 210 m/s 冲蚀速度 下, NiCr-Cr3C2 涂层的冲蚀率仅为 0.1292%, 约为基体冲蚀的 1/6 ; 300 m/s 冲蚀速度 NiCr-Cr3C2 涂层冲蚀率为 3.3165%, 约为耐热钢基体冲蚀率的 1/2。 涂层表现出脆性材料和韧性材料混合冲蚀机制, 基体材料表现为典型 的韧性材料冲蚀机制。 采用超音速火焰喷涂工艺制备的 NiCr-Cr3C2 涂层表现出优异的防固体颗粒冲蚀性能。     

等离子喷涂热障涂层组织结构及热导率研究

采用扫描电子显微镜（SEM）、激光脉冲等方法研究了204NS和204NS-G粉末对等离子喷涂热障涂层组织结构及热导率的影响。结果表明：相比204NS-G粉末,204NS粉末制备的YSZ涂层具有较高的密度和较低的孔隙率。在1 000℃下,204NS粉末制备的YSZ涂层热导率为0.78 W/m·K,比204NS-G粉末制备的YSZ涂层热导率高约20%。     

HVAF 喷涂 WC-10Co-4Cr 涂层的气体喷砂冲蚀性能研究

采用空气助燃超音速火焰喷涂 HVAF(High Velocity Air Fuel) 在 304 不锈钢基材上制备三种粉末粒径不同 WC-10Co-4Cr 涂层。 利用光学显微镜 (OM)、 X 射线衍射仪 (XRD)、 扫描电子显微镜 (SEM)、 维氏显微硬度仪、 万能拉伸试验机、 抗冲蚀试验机对涂层的孔隙率、 微观形貌、 力学性能、 断裂韧性以及气体喷砂冲蚀性能进行研 究分析。 结果表明, HVAF 喷涂的 WC-10Co-4Cr 涂层孔隙率低, 硬度与结合强度高、 断裂韧性好, 涂层抗冲蚀 性能优异。 WC-10Co-4Cr 涂层在 30° 冲蚀角下, 涂层的气体喷砂冲蚀磨损主要为微切削产生的犁沟。 在 90° 冲蚀 角度下, 涂层的气体喷砂冲蚀磨损主要表现为疲劳剥落特征     

HVAF 喷涂超细 WC-10Co-4Cr 粉末涂层的耐腐蚀性研究

对比研究超细和常规粒度 WC-10Co4Cr 粉末喷涂制备涂层的性能,根据显微形貌、力学性能与电化学特 性比较两种涂层的耐腐蚀性并分析机理。在 304 不锈钢基体上,利用空气助燃高速 (High Velocity Air Fuel, HVAF) 热喷涂技术制备 WC-10Co-4Cr 涂层。采用 SEM 和 XRD 分析了涂层的物相组成和显微形貌,采用维氏硬度仪和 万能拉伸试验机分别测试了涂层的显微硬度与结合强度以表征力学性能,在质量分数为 3.5% 的 NaCl 溶液中对 涂层进行电化学分析。结果表明：两种 WC-10Co-4Cr 粉末涂层均具有优异的耐腐蚀性能,超细粉末涂层自腐蚀 电位 (-0.199 V) 高于常规粉末粒径涂层 (-0.267 V);超细粉末粒径涂层腐蚀电流密度 (1.996×10-7 A/cm2 ) 小于常规 粉末粒径涂层 (3.123×10-6 A/cm2 ),对基体能起到良好的保护作用。超细粉末与常规粉末 WC-10Co-4Cr 涂层电位 腐蚀的机理主要是 WC 与粘结相的电偶腐蚀、Cl - 对涂层表面钝化膜的破坏引起的孔蚀,腐蚀机理基本一致,主 要差异在于,超细粉末涂层的致密度更高,组织更加均匀提高了涂层的耐腐蚀性。     

无机复合涂层对CB2铁素体耐热钢在650℃水蒸气中的防护

采用物理共混工艺制备无机硅酸盐复合涂层,研究其对ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB(CB2)铁素体耐热钢在650℃水蒸气中氧化的防护。结果表明,CB2钢在650°C水蒸气中的氧化严重,氧化过程分段遵循抛物线规律,生成了双层非保护性Fe₂O₃氧化膜。涂装无机硅酸盐复合涂层使CB2钢的氧化速率显著降低,涂层还具有良好的抗热震性能。在涂层与基体钢的界面处生长一层厚度约2 μm的富铬氧化层,使合金的抗氧化性能提高。     

添加剂浓度对微弧氧化陶瓷层结构及耐蚀性的影响

在Na2SiO3-KOH电解液体系中添加不同浓度的（NaPO3）6,采用微弧氧化（MAO）技术在AZ91D镁合金表面原位制备含MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和非晶相的陶瓷层。通过环境扫描电镜（ESEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDAX）和电化学分析等方法研究（NaPO3）6的浓度对微弧氧化陶瓷层组成、结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着（NaPO3）6浓度的提高,膜层的厚度、表面粗糙度近似线性增加,膜层的结构发生较大变化,膜层qbMgO和Mg2SiO4含量先增加后减少,而MgAl2O4含量逐渐减少;当（NaPO3）6的加入量为5g／L时,膜层的耐蚀性最好,其自腐蚀电流密度较之基体降低了3个数量级,自腐蚀电位正移233．7mV;继续提高（NaPO3）6的浓度,膜层的耐蚀性又逐渐下降。     

喷丸与CuNiIn涂层复合处理对高温合金榫试样微动疲劳性能的影响∗

汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后 10705BX 铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理（AS）、喷丸处理（SP）及喷丸与 CuNiIn 涂层复合处理（SC）的 10705BX 铁基高温合金榫结构试样的微动疲劳性能进行测试分析,在微动疲劳试验前后,对原始、 喷丸处理及复合处理后的 10705BX 铁基高温合金的表截面形貌、断口形貌及力学性能进行表征分析。结果表明：原始、喷丸处理和复合处理试样表面粗糙度 Sa 分别为 0.08、3.38 和 13.65 μm。喷丸处理后表面硬度提高了 16%,加工硬化层深度约为 80 μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了 7.8 倍。复合处理的涂层平均厚度约为 50 μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了 4.2 倍,相比较喷丸处理来说,复合处理后材料的微动疲劳寿命提升较弱。原始、喷丸处理和复合处理试样的裂纹均为多疲劳源萌生,但是喷丸和复合处理后的裂纹源数量明显减少。喷丸处理和复合处理后裂纹的扩展速率均显著提高。喷丸后试样表层获得加工硬化层并且引入残余压应力,主要提升了裂纹萌生寿命。喷丸处理及喷丸与 CuNiIn 涂层复合处理方法有望成为提升汽轮机叶片服役寿命的重要备选途径。     

电解液组成对纯钛微弧氧化膜结构及光催化活性的影响

分别在钨酸钠和磷酸二氢钾电解液中制备了纯钛的微弧氧化(MAO)膜,利用SEM、EDX、XRD分析了膜层的形貌、元素分布及相组成,并测试了2种膜层的光催化活性.结果表明,纯钛在2种电解液中均形成粗糙多孔的微弧氧化膜层,但钨酸钠溶液中形成的膜层表面的孔洞尺寸较小、分布较均匀.膜层的元素组成和相组成与电解液成分有关,钨酸钠溶液中的膜层由W、Ti、O元素组成,W在膜层中近似均匀分布,锐钛矿与金红石的含量比(质量比)为27:73,而磷酸二氢钾电解液中的膜层由P、Ti、O元素组成,P从表面向内层逐渐增加,锐钛矿与金红石的含量之比则为84:16.吸光度测试结果表明,钨酸钠溶液中制备的膜层光催化活性高于磷酸二氢钾溶液中制备的膜层的光催化活性.