抗高温氧化合金的研究进展

首先指出高温氧化的一般概念，然后全面介绍了抗高温氧化合金设计的现状，并对各种抗高温氧化的途径进行了详细的分析，最后对其未来发展方向进行了展望。     

Ti60合金在空气中的高温氧化行为及涂层防护

用ＳＥＭ观察了Ｔｉ６０合金及其在不同厚度的ＮｉＣｒＡｌＹ涂层状态下的高温氧化行为。结果表明，７００℃长期氧化后，该合金不仅在表面生成较厚的氧化产物层，合金表层也因氧的溶入而姓了组织变化，即转变了脆化层。     

V元素对TiAlN涂层高温氧化行为的影响

为了考察V元素对Ti-Al-N涂层高温氧化行为的影响,用多弧离子镀法在W18Cr4V1Co5高速钢试样表面涂镀了Ti-Al-N和Ti-Al-V-N涂层.对两种涂层试样在不同温度和不同时间下进行氧化处理.用SEM观测两种涂层的组织结构,用XRD分析其相组成,用GTA分析其升温氧化和恒温氧化动力学行为.实验结果表明,V的加入使涂层晶粒细化,组织更加致密;两种涂层均在750℃以后才测量到氧化增重;Ti-Al-N涂层的氧化转折点为920℃,超过920℃,涂层迅速氧化,逐渐失效;Ti-Al-V-N涂层在超过1000℃增重仍非常缓慢,并具有抗氧化保护的作用.V元素的加入大大降低了氧化速率,从而有效地提高了涂层的抗氧化性能.     

电弧离子镀NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层抗高温氧化性能

采用电弧离子镀技术在镍基高温合金DZ22B表面包覆一层NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层,对比了两种涂层的微观形貌、结构和抗高温氧化性能,并讨论了不同活性元素在氧化中的作用。结果表明:NiCrAlY涂层主要由γ′-Ni3Al/γ-Ni、β-NiAl和α-Cr相组成,而NiCoCrAlYHfSi除上述组成外还形成了NiCoCr合金相,两种涂层热处理期间均发生β-NiAl向γ′-Ni_3Al的转变过程。NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层1 050℃恒温氧化200h的平均氧化速率分别为0.072 3g/(m~2·h)和0.052 7g/(m~2·h)。NiCrAlY氧化初期直接形成α-Al_2O_3、NiCr_2O_4和Cr_2O_3,随后出现裂纹、孔洞等缺陷,氧化物沿孔洞向涂层内部延伸,同时由于基材中的Ti元素发生外扩散,涂层中还形成了TiO_2。NiCoCrAlYHfSi氧化初期形成了亚稳态的θ-Al_2O_3,随后慢慢转变为α-Al_2O_3,氧化物层比NiCrAlY均匀致密,抗高温氧化性能更优异。     

电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究

采用电弧离子镀技术在K465镍基高温合金基材上制备了AlYSi沉积-扩散型涂层,研究了K465合金和AlYSi涂层在1100℃下的高温氧化行为.利用SEM,EDX,XRD对氧化后的涂层表面和截面进行分析,结果表明:AlYSi涂层主要由β-NiAl相组成,氧化过程中涂层表面形成了Al2O3保护膜,显著提高了合金的抗高温氧...     

铌基合金的抗高温氧化性研究

综述了铌基合金抗高温氧化性研究的现状，并且对铌基合金抗高温氧化性研究的进展及存在的问题进行了阐述，提出了解决铌基合金抗高温氧化问题的可能途径。     

Ti0.7Al0.3N涂层的抗NaCl和水蒸气腐蚀行为

用电弧离子镀方法在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面制备Ti0.7Al0.3N涂层,研究了涂层在450℃空气中恒温氧化行为和在固态NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀行为.结果表明:Ti0.7Al0.3N涂层在空气中均具有优良的抗氧化能力,而不锈钢在固态NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀严重,施加Ti0.7Al0.3N涂层显著地提高了不锈钢基体的抗腐蚀性能.1Cr11Ni2W2MoV不锈钢由于生成内层富Cr,外层富Fe的疏松氧化物,其在固态NaCl和水蒸气综合作用下发生严重的腐蚀,而Ti0.7Al0.3N涂层生成致密的Al2O3和TiO2的混合物,使其具有良好的抗氧化和腐蚀性能.     

涂层结构对Ti-Al-N涂层氧化行为的影响

采用多弧离子镀技术及TiA合金靶,在SKH51高速钢基体上沉积了Ti1-xAlxN单层构型涂层和TN/Ti1_xAlxN复合多层构型涂层,分析其高温氧化行为.用扫描电镜、X射线衍射、电子探针等手段表征了涂层氧化后的组织结构和元素分布.试验发现,基体Fe元素扩散到涂层表面意味着SKH51涂层试样剧烈氧化阶段的开始.当涂层的构型相同时,涂层的抗氧化性能随着涂层中铝含量增加而单调增加.但对于TiN/Ti0.33Al0.67N复合多层构型涂层,其抗氧化性则比Ti0.33Al0.67N单层构型涂层差,高于铝含量基本相同的Ti0.67A0.33N单层构型涂层.空气中800℃恒温退火,TiN/Ti0.33 Al0.67N涂层出现严重氧化的时间是43h,Ti0.33Al0.67N、Ti0.67Al0.33N涂层分别为53 h和11h.因此,Ti-Al-N涂层的抗氧化性不仅同涂层中铝含量有关,涂层构型也起着重要用.     

Ti60合金和表面Ni-Co-Cr-Al-Y-Si涂层氧化动力学的研究

研究了Ti60合金及表面阴极多弧离子镀沉积涂层(Ni-Co-Cr-Al-Y-Si)的600~750℃的高温氧化行为。采用X射线衍射、扫描电子显微镜等方法,对Ti60合金及涂层表面形貌、结构和成分进行分析研究。结果表明涂层对Ti60合金在600,650和750℃均有较好的抗氧化性能。循环氧化动力学曲线基本上符合抛物线规律。涂层显著提高了Ti60合金抗氧化性能。     

锆合金表面镀Cr/TiAlN涂层的抗高温水蒸气氧化性能研究

利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备了Cr+TiAlN复合涂层。采用多种分析手段研究了涂层在1200℃高温水蒸气环境下的抗氧化性能。利用X射线衍射分析涂层的物相成分;利用扫描电镜观察涂层表面的微观形貌;利用能谱对涂层元素种类与含量进行分析;采用自动划痕仪对涂层的力学性能进行检测。结果表明:多弧离子镀膜层表面均匀平整、致密度大, 但存在一定数量的微孔洞及大颗粒。镀有Cr/TiAlN涂层试样的氧化速率远低于原始锆合金的氧化速率, 抗高温水蒸气氧化性能优于原始Zr-4合金, 且单位面积的氧化增重量仅为原始Zr-4合金的36%。划痕实验结果表明, 膜基结合力为26 N, 膜基结合性能良好。     

Al含量对Ti1-XAlXN涂层组织结构的影响

通过不同Al含量的Ti—Al粉末冶金靶．采用多弧离子镀技术制备了Ti1-xAlxN涂层。用SEM、XRD、GAXRD以及XTEM等手段研究了Al元素对涂层组织结构的影响。研究表明，TiAlN涂层呈柱状多晶组织，(Ti，Al)N为涂层的主要组成相；随着Al含量的增加。涂层中的(Ti，Al)N相减少，且其晶格常数降低。     

Ti60合金高温连续氧化行为研究

研究了Ti60合金（Ti-5.6Al-4.8Sn-2.0Zr-1.0Mo-0.85Nd-0.34Si)在620℃，720℃和800℃时的连续氧化行为，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪和X射线能谱仪研究分析了Ti60钛合金氧化层形貌，微观结构和成分分布，以研究Ti60合金在不同温度下的氧化机理，结果表明：Ti60和在620℃有较好的抗氧化性能，其连续氧化动力学符合抛物线规律。在720℃和800℃，氧化严重，其连续氧化曲线近似直线规律。     

（Ti,Al）N涂层耐磨性研究

本文用物理气相沉积方法在高速钢表面沉积了新型耐磨涂层材料(Ti,Al)N,研究了涂层工艺对涂层耐磨性的影响和(Ti,Al)N涂层的磨损特征。     

多弧离子镀(Ti_XAl_Y)N系超硬薄膜中Al的作用

本文考察了Ａｌ量对多弧离子镀（ＴｉＸＡｌＹ）Ｎ膜层的硬度、孔隙率、耐磨性、摩擦系数、结合力等因素的影响。并利用扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射仪及俄歇电子谱仪对膜进行了分析，并对磨损机理作了初步探讨     

Al含量对(Ti,Al)N涂层结构性能的影响

(Ti，A1)N是20世纪80年代末期在TiN基础上发展起来的一种新型多元涂层材料。由于加入Al元素，(Ti，Al)N不但硬度、耐磨性优于TiN，而且大大改善了涂层的抗高温氧化性能。综述了Al元素在(Ti，Al)N涂层中的作用机理，以及Al含量对(Ti，Al)N涂层的晶体结构、抗高温氧化、硬度和耐磨性的影响。指出当Ti和Al的比例近似为1：1时，(Ti，Al)N涂层将获得优越的综合使用性能。     

多弧离子镀沉积氮化钛铝超硬膜的研究

采用多弧离子镀技术沉积氮化钛铝超硬反应膜。考查了沉积工艺参数对膜层组织表面形态的影响，进行了显微硬度测定分析及膜层耐磨性实验，确定了氮化钛铝超硬反应膜的最佳沉积工艺。     

添加Y对炮钢表面电弧离子镀(Ti,Al)N薄膜氧化性能的影响

利用电弧离子镀技术,在炮钢表面沉积TiAlN和TiAlYN两种薄膜,研究添加1%(原子分数)Y对(Ti,Al)N薄膜氧化性能的影响。两种沉积薄膜的样品在空气中850℃下氧化10h,用SEM、EDAX和XRD分别分析两种薄膜的形貌、成分及相组成。结果表明,在空气中850℃下氧化10h后,两种薄膜的氧化产物均为Al2O3和TiO2的混合氧化物;TiAlN薄膜的动力学曲线呈近似直线规律,而TiAlYN薄膜动力学曲线符合抛物线规律;前者表面氧化物晶粒粗大,而后者表面氧化物晶粒细小,且氧化膜厚度不足前者的一半;添加Y可以减少膜层表面液滴的数量,提高膜层的抗氧化性能。     

Oxidation Behavior of Pd-Modified Aluminide Coating at High Temperature

(Ni,Pd)Al coating, prepared by low pressure pack cementation on the Ni-base superalloy M38 where Pd-20 wt pct Ni alloy was predeposited, consists of a single β-(Ni,Pd)Al phase. The initial isothermal oxidation behavior of (Ni,Pd)Al coating was investigated by TGA, XRD, SEM/EDS at 800～1100℃. Results show that oxidation kinetics accord preferably with parabolic law at 800, 900 and 1100℃, but not at 1000℃.θ-Al2O3 was observed at 800～1100℃. It is found that Pd plays an important role in accelerating the diffusion of Ti from the substrate to the coating surface in the aluminide coating.     

激光熔覆TiC/Al_3Ti复合材料涂层的高温氧化行为研究

采用激光熔覆技术在铝合金表面制备了TiC颗粒增强Al3Ti金属间化合物复合材料涂层,研究了涂层在600℃和900℃时的高温氧化性能。结果表明,涂层由树枝晶Al3Ti,枝晶间组织α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成。循环氧化70h后,涂层在600℃时没有明显的氧化增重,氧化产物是一层薄的Al2O3。900℃时涂层的氧化增重明显,且随着涂层中TiC含量的增加抗氧化性能降低,氧化产物是一层连续而致密的富Al2O3和MgO的混合物。氧化层在氧化过程中没有出现开裂和脱落现象,表现出较强的抗循环氧化性能。