Al-Si合金微弧氧化膜热防护性能研究

利用SEM、EDS、XRD及导热系数测试仪研究不同厚度高硅铝合金微弧氧化膜层的结构特点及其导热性能,用数值分析方法优化最佳隔热性能膜层厚,并用热震试验研究膜层的耐热冲击性能。结果表明:随氧化膜厚度的增加,膜层莫来石相含量增加、致密性提高;膜层导热系数随膜厚的增加而增大,随环境温度的升高而减小;环境温度从298 K上升到623 K,氧化膜导热系数减少约70%,相对于基体合金降低2~3个数量级;膜层分别经60次空冷和水冷热震试验,表面均未出现肉眼可见的裂纹。     

电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

Ti_2AlNb基合金线性摩擦焊研究进展

与传统Ti-Al系合金相比,Ti_2AlNb基合金拥有良好的室温塑性,其优异的综合性能满足航空航天发动机对材料高比强度且轻质耐高温的要求。本文总结了该合金的线性摩擦焊接头连接与组织调控机理的研究进展,发现接头焊缝区几乎为B2单相组织,并表现为亚晶粒的组织特征。固溶时效后二次针状O相的析出数量随着前置固溶处理温度的升高而增多。粗大的板条O相的增多是固溶处理接头塑性提高而强度降低的主要原因。后续时效处理过程中析出的细小针状O相及塑性B2相的减少在提高接头强度的同时降低了塑性。因此,抑制B2晶粒尺寸的同时控制O相的析出形态和数量是获得接头良好力学性能的关键。     

超级13Cr油管钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为及其表面腐蚀膜的电化学特性

在室温不同质量分数(5%～35%)NaCl溶液中对超级13Cr油管钢进行浸泡腐蚀试验,研究了该钢的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其表面腐蚀膜的电化学特性。结果表明:试验钢在NaCl溶液中具有较好的耐蚀性;随NaCl质量分数的增加,其耐蚀性降低,当NaCl质量分数大于25%时变化尤为显著,腐蚀形式由局部腐蚀发展为全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe_3O_4,腐蚀膜疏松不致密;腐蚀膜的极化曲线存在钝化区,具有钝化特性,在低频区的电极过程为扩散控制,在高频区则为电荷传递控制,其阻抗由一个时间常数确定。     

Influence of process parameters on thickness and wear resistance of rare earth modified chromium coatings on P110 steel synthesized by pack cementation

The pack cementation was employed to produce rare earth modified chromium coatings on P110 steel aiming at improving its performance and increasing the usage lifetime during operation. The orthogonal array design (OAD) was applied to set experiments. Contents of NH4Cl, types of RE, contents of RE, test temperature and soaking time were the main factors, and each factor was endowed with four levels. While the range analysis and analysis of variance were used to investigate the results of OAD tests on thickness and wear resistance. The results indicated that for a promising coating with higher thickness value and excellent anti-wear property, the test temperature was the most significant process factor. The potential promising conditions for chromizing treatment were: adding 1% NH4Cl and 1% LaCl3, maintaining the test temperature at 1000 oC for 8 h. The results of verification showed that the coating formed under the optimal process parameter had a valid thickness of 28 μm and a reduction of 0.32 mg in wear resistance test.     

扩散铝涂层对TiAl合金高温摩擦磨损性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,并进行720℃×4 h高温扩散处理。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层;经扩散处理后,膜层中纯铝相消失,形成了表面氧化层Al2O3和中间扩散层TiAl3,膜层硬度明显增加,显著提高了TiAl合金基材的抗高温摩擦磨损性能。     

TC4钛合金表面等离子体电解氮碳共渗层的特征与耐磨性

利用等离子体电解渗技术,在TC4钛合金表面制备了等离子体电解氮碳共渗(PEN/C)层.试验结果表明:在钛合金表面形成的PEN/C渗层为多孔的Ti(C,N),硬度达到2200 HK0.025.以GCr15钢球为摩擦配副时,渗层几乎没有磨损,而GCr15钢球磨损后的磨屑附着在渗层表面导致渗层磨损质量损失为负值;以ZrO2球为摩擦配副时,摩擦系数减小至0.1～0.15,磨损质量损失仅为钛合金基体的1/5～1/4.钛合金表面PEN/C渗层具有优异的减摩耐磨作用,提高了钛合金的耐磨性能.     

硅酸盐体系中TiAl合金微弧氧化电解液的优化

利用正交试验优化出的6组配方在TiAl合金表面制备出微弧氧化陶瓷膜,用扫描电镜和x射线衍射研究陶瓷膜的组织形貌和相组成.采用极化曲线和热震试验分析了微弧氧化膜层的耐蚀性和抗热震性能.结果表明:采用硅酸盐体系进行微弧氧化,氧化膜表面平整致密,膜层主要组成相为Al2TiO5和Al2SiO5,600℃条件下,氧化膜具有良好的抗热震性.当硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和氟化钠比例为2:3:2:1时,氧化膜致密度最好,腐蚀速率最小为3.01 x 10-10 A/cm2.     

pH值对超级13Cr钢在NaCl溶液中腐蚀行为与腐蚀膜特性的影响

采用全浸泡腐蚀方法,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、失重法、极化曲线和交流阻抗(EIS)等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其腐蚀膜层的电性能进行了分析,研究了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的腐蚀行为与腐蚀膜层电性能,结果表明:超级13Cr油管钢在酸性的NaCl溶液中具有较好的抗腐蚀性能,其表面腐蚀膜层具有钝化特性,随着溶液pH值的降低,其腐蚀膜层的钝化性能增强,发生点蚀的倾向性减小,而发生全面腐蚀的倾向性增大,其腐蚀产物为Fe和Cr的氧化物组成。当溶液pH值大于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而增大;当溶液pH值小于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而减小。     

催化剂及Al对TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层组织结构的影响

通过1 050℃下Si-Al-Y扩散共渗4h的方法在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al共渗层,采用SEM、EDS和XRD分析了渗剂中催化剂(AlCl3·6H2O)及Al含量对共渗层组织及相组成的影响。结果表明,催化剂含量为1%(质量分数)时未形成完整的Si-A-Y共渗层;当催化剂含量为3%,5%和8%(质量分数)时所形成的共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl相组成,互扩散区为富Al的TiAl相;随催化剂含量的增加共渗层外层和中间层的相组成都发生了改变;催化剂含量为3%(质量分数)时所制备的共渗层外层为大量的(Ti,X)5Si4(X表示元素Nb和Cr)和少量的(Ti,X)5Si3相;催化剂含量为5%,8%(质量分数)时所制备的共渗层外层分别为(Ti,X)5Si3和TiSi2相,中间层均为(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3相,由于TiSi2外层具有良好的抗高温氧化性能,因此催化剂含量为8%(质量分数)时适合用于Si-Al-Y共渗层的制备。Al含量对共渗层的相组成无显著影响,但改变了共渗层各层厚度。