两种IC-6高温合金防护涂层的氧化行为

研究了IC-6高温合金及其防护性涂层NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层在900～1100℃时的氧化.结果表明沉积NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层后大大改善了IC-6合金的抗氧化性.在1000和1100℃时,NiCrAlY涂层的抗氧化性优于NiCoCrAlY涂层.900℃时,NiCrAlY涂层氧化膜主要是α-Al2O3,同时还含有少量的Cr2O3;而NiCOCrAlY涂层氧化膜为单一的α-Al2O3,但由于NiCoCrAlY涂层表面氧化膜不致密,降低了涂层的抗氧化性.1000℃氧化时,NiCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层的氧化膜主要由α-Al2O3和Cr2O3构成.     

K4104镍基高温合金表面Al及Al-Si渗层的微观组织研究

分别采用料浆法和粉末包埋法在K4104镍基高温合金上制备Al-Si和Al渗层.借助X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）,详细分析Al-Si、Al渗层的微观组织,探讨渗层形成机理,并且对比研究Al-Si共渗层和单渗Al层的微观结构,找出Si对渗Al层组织结构的影响.结果表明：Al-Si共渗渗层中包含CrxSiy化合物、富Al的β、富Ni的β、Cr的碳化物和γ′相,单渗Al层则包含富Al的β、富Ni的β、Cr的碳化物和γ′相;Si的加入使Al-Si共渗层出现过渡层,过渡层导致Al元素含量由外向内的减少趋势较单渗Al的平缓.     

镍基高温合金Al-Si渗层高温氧化表面形貌分析

采用无机盐料浆法在镍基高温合金表面制备了Al-Si渗层.依据GB/T13303-91<钢的抗高温氧化性能测定方法>标准,用静态增重的试验方法,对制备了Al-Si渗层和未制备渗层的镍基高温合金进行了1 000℃恒温抗氧化性能试验.利用带能谱分析的扫描电镜(SEM/EDX)进行了渗层表面形貌观察和成分测试并用XRD-6000对氧化后的渗层进行相组成分析.研究结果表明:制备了Al-Si渗层的镍基高温合金在高温氧化过程中,渗层表面已转变成致密完整的α-Al2O3氧化膜,且渗层与基体合金的附着性良好,其抗高温氧化性能明显优于未制备渗层的镍基高温合金.     

K4104合金渗Al涂层抗高温氧化性能研究

采用料浆法在K4104合金表面进行热扩散渗铝,经1000℃×200h高温氧化性试验,用扫描电镜观察氧化后涂层的表面形貌。结果表明,渗Al涂层在氧化过程中已转变成连续致密的-αAl2O3氧化层和富铝的-βNiAl化合物层,使基体合金得到有效地保护,渗Al涂层具有良好的抗高温氧化性能。     

CMSX-4合金单渗Al和Pt-Al涂层的高温氧化

研究了CMSX-4 Ni基高温合金的单渗Al和Pt改性渗Al涂层在1100℃空气中的氧化行为.Pt的存在,通过阻止合金元素穿过Al2O3膜向外扩散,改善Al2O3膜与基体的结合力,抑制γ-Ni3Al相的形成,推迟涂层的高温退化,同时讨论Pt的作用机制.     

TiAl合金表面Si-Co-Y扩散渗层的高温抗氧化性能

采用扩散共渗方法在TiAl合金表面制备了Si-Co-Y渗层,分析了渗层的组织结构、形成机理及其在950 ℃时的抗氧化性能。所制备的Si-Co-Y渗层组织致密,呈多层结构：主要由TiSi₂表层,TiSi₂+Ti₅Si₄+Ti₅Si₃混合组成的外层,Ti₅Si₃中间层和TiAl₂内层组成;渗层生长过程由Si的向内扩散控制,且遵循先沉积Si后沉积Co的有序过程。氧化实验结果表明,Si-Co-Y渗层具有良好的高温抗氧化性能,在950 ℃氧化100 h后表面形成了由SiO₂, TiO₂和Al₂O₃组成的保护性氧化膜;该氧化膜的生长遵循抛物线规律,氧化增重的抛物线速率常数约为6.3×10_-2 ^mg₂^/cm₄ ^h_1/2^,较基体合金低约一个数量级。     

Fe3Al合金堆焊层高温氧化机理研究

以Fe3Al合金为焊丝，用钨极氩弧焊在不锈钢基体上进行堆焊．采用静态增重法测定堆焊层在850℃、950℃、1050℃和1150℃时的氧化动力学曲线，通过X射线衍射仪分析堆焊层及其高温氧化后的氧化膜组成。结果表明：堆焊层主要由Fe3Al相构成，并含有少量的Fe固溶体：高温氧化时，起扩散阻隔作用的是α-Al2O3相；在试验氧化时间内，850℃和950℃氧化动力学曲线近似服从抛物线规律，1050℃和1150℃温度时则分段服从抛物线规律，存在破裂氧化现象，Cr元素的存在可能是造成两类不同动力学曲线的关键因素。     

Ti6Al4V合金双层辉光离子钴铬共渗层的高温抗氧化性能

针对Ti6Al4V合金高温抗氧化性差的问题,采用双层辉光离子技术进行钴铬共渗并对渗层高温抗氧化性能进行研究.结果表明,渗层组织均匀、致密、无裂纹,由沉积层、过渡层和扩散层构成,与Ti6Al4V合金基体间呈冶金结合;钴铬共渗层的高温氧化质量增加明显低于基体,其主要原因是渗层在高温氧化后生成组织致密的Cr2O3,有效地阻止了基体的进一步氧化,从而显著提高了Ti6Al4V合金表面高温抗氧化性能.     

TA15合金渗Cr和Cr-Si复合渗层的高温摩擦行为研究

通过双层辉光等离子技术在TA15钛合金表面制备了渗Cr层和Cr-Si复合渗层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段研究了渗层的微观结构、成分分布及相结构。此外,还测定了渗层与基体金属的结合强度、纳米压痕硬度和弹性模量。结果表明,40μm厚的CrSi复合渗层均匀、致密,且大致可分为三部分;而渗Cr层则由12μm的Cr沉积层和18μm的扩散层组成。Cr-Si复合渗层的硬度和弹性模量分别为16 306 MPa和519 GPa,远大于渗Cr层的6 750MPa和364 GPa。在300℃进行了高温球盘磨损试验,以研究渗层的高温摩擦学行为。结果表明,Cr-Si复合渗层的磨痕比渗Cr层更窄更浅,摩擦因数和比磨损率也更小。     

钴基高温合金渗硼层组织及性能的研究

高温合金因其具有良好的耐高温、耐腐蚀性、抗氧化性及冲击韧性等优点而被广泛应用。日益苛刻的工作条件对高温合金的表面硬度及耐磨性提出了更高的要求。本文通过对钴基高温合金进行固体渗硼处理,并采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪等先进检测手段,研究了渗层组织结构及其硬度、耐磨性、耐腐蚀性能。结果表明,渗硼后的钴基高温合金表面形成了40～90μm厚的超硬化合物层,该化合物层分为两层,其组织结构均匀平缓且与基体结合紧密,主要包含了CoB,CrB,W2B等硬质硼化物,渗层厚度随时间和温度的增加而增加。渗层表面硬度最高可达2 150 HV0.1,其耐磨性较基体相比提高了约11.2倍,且合金的耐腐蚀性能在渗硼后基本未发生变化。     

K444合金铝硅渗层的高温氧化行为分析

采用料浆法在K444镍基高温合金表面制备Al-Si涂层。依据HB5258-2000《钢及高温合金抗氧化性测定试验方法》标准,采用静态增重法对有涂层试样和无涂层试样进行了1000℃×200 h抗高温氧化性能试验,并绘制了氧化动力学曲线。用能谱扫描电镜对渗层原始组织和氧化膜的截面形貌进行分析,研究有无涂层试样在高温氧化过程中的元素扩散。结果表明带有Al-Si涂层的K444合金具有良好的抗高温氧化能力。     

Al对高温合金高温抗氧化性能的影响

通过加入Al改善高温合金氧化膜的稳定性,并辅以微量强化元素Nb与合理的热处理工艺来提高高温合金抗氧化性。在真空感应熔炼炉中熔炼合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪研究了Al元素对高温抗氧化性能的影响。结果表明:Al的加入提高了钢的抗氧化性,但含5%Al试样的氧化膜表面出现大量裂纹;合金氧化膜主要是由Cr2O3和具有尖晶石结构的FeCr2O4、Fe3O4以及少量Al3Fe5O12组成。     

铸钢件表面铸渗合金层

将用机器压制的碳素铬铁合金粉膏块置于型腔底部,利用钢液强烈的热作用,使铬铁合金粉料熔解并烧结在一起,在铸钢件表面形成一层厚度达７～８ｍｍ的合金层,金相组织为 氏体基体上分布关合金碳化物及未完全熔解的铬铁合金颗粒。     

Ni基高温合金表面Al+Si共渗涂层的制备及其结构

采用粉末包埋法在DZ417G镍基高温合金基体表面制备Al+Si共渗涂层。利用XRD、SEM和EDS研究涂层的组成和结构。结果表明,渗剂中Al和Si的含量、后续热处理均影响涂层结构。当渗剂中Al含量为1%(质量分数,下同)时,随着Si含量不同,共渗后形成Ni Si涂层,后续热处理后NiSi涂层转化AlNi_6Si_3或δ-Ni_2Si;当渗剂中Al含量为4%和6%时,随着Si含量增加,涂层均为Ni_2Al_3,后续热处理后Ni_2Al_3涂层转化为β-NiAl,少量的Si固溶于β-NiAl中。     

渗铝层的退化过程研究

根据Ｆｉｃｋ第二定律，考虑互扩散系数随Ａｌ浓度变化的规律，提出渗铝钢件在大气介质中较高温度下使用时渗层表面Ａｌ的退化过程，预测退化量或使表面达到某一Ａｌ浓度所经历的时间，并以实验验证．应用预测表面Ａｌ退化量的公式进行计算表明，计算值与实测值非常吻合．     

溅射NiCrAlY渗Al涂层的高温氧化行为

用SEM、XRD和EPMA等手段,研究了溅射NiCrAlY涂层渗Al前后在1000℃和1100℃的高温氧化行为.结果表明,溅射涂层在1000℃形成了单相的α-Al2O3,具有优异的抗氧化性能;但在1100℃由于Al的过度消耗而失去保护作用.渗Al涂层在1000℃快速增长θ-Al2O3相,使其抗氧化性能稍逊于溅射涂层;在1100℃表面形成了以α-Al2O3为主的保护膜,抗氧化性能优于溅射涂层.     

Al—Sc合金高温力学性能研究

对Al-0.35Sc合金中加入不同含量的微量过滤族元素Zr、Ti,采用正交试验法测定了这些含Zr、Ti元素的Al-Sc合金的高温（270℃）力学性能,总结了Zr、Ti加放量、时效制度对Al-Sc性能的影响规律,此外还对高温强化机理进行了分析。     

纯铜等离子渗钛层的高温氧化

研究了纯铜表面双层辉光离子渗钛合金层及纯铜在空气中的高温氧化行为，用X射线衍射仪(XRD)分析氧化层的相组成并讨论了氧化机理．结果表明：纯铜渗钛后不仅提高了抗氧化能力，而且氧化行为及氧化层的结构也发生了变化．未渗钛的纯铜700℃氧化100h相组成为Cu2O和CuO，而Cu—Ti合金层主要为致密均匀的TiO2氧化层．氧化动力学曲线为抛物线类型．