NiCrW-BN气路封严涂层的可刮削性评价

用销-盘、单摆冲击划痕和高速刮擦三种试验方法,研究了两种NiCrW-BN封严涂层的可刮削性.结果表明:封严涂层的可刮削性不同于耐磨性,即涂层的磨损量、比能耗和硬度等测量结果,不能单独作为其可刮削性的评价判据;评价封严涂层的可刮削性,应该综合涂层磨损、叶片磨损、摩擦系数和磨痕形貌等多方面的信息.封严涂层的可刮削性能受试验条件的影响十分明显,高速刮擦试验可模拟涂层工作参数(刮擦线速度、入侵速率等),可能重现其磨损现象,因此采用高速刮擦试验方法评价封严涂层的可刮削性更为合理.     

封严涂层性能评定的新方法

利用研制成功的新型电子冲击刮削试验发现，可测试航空发动机封严涂层的冲击载荷－位移曲线，由此得出的屈服载荷点、最大载荷点、冲击刮削韧性等参数可用于定量综合评估封严涂层的可磨耗性、抗冲蚀性以及涂层与基体结合强度。     

封严涂层材料及应用

介绍了封严涂层的特点、测试方法、分类以及国内外可磨耗和耐磨封严涂层的应用情况,对部分封严涂层材料的发展过程及涂层的特殊制备工艺进行了阐述。评述了封严涂层的研究现状及在航空工业的发展前景。     

航空发动机常用封严涂层的金相制备与显微组织检测技术

目前对航空发动机封严涂层的检测技术研究十分欠缺,尤其是对封严涂层金相制样及显微检测评定技术的研究处于空白。通过对航空发动机常用的几种可磨耗封严涂层金相样品制备技术及截面显微组织评价技术的研究,确定了可磨耗封严涂层金相样品合适的制备技术及工艺参数以及可磨耗涂层组织中的各相形貌及相含量。试验结果表明:采用自动化制样系统和最佳制样参数才能够得到反映涂层真实显微组织结构的金相试样,研究的封严涂层相分析技术及典型图片,可以达到准确分析和评定热喷涂涂层质量的目的。     

等离子喷涂铝硅聚苯酯封严涂层的组织及抗冲蚀性能

抗冲蚀磨损性能是封严涂层最重要的性能指标之一.采用铝硅聚苯酯(Alsi-ployester)粉末和PARXAIR-3710等离子喷涂系统制备了可磨耗封严涂层.采用磨粒冲蚀试验研究了不同冲蚀角度、冲蚀时间、冲蚀颗粒尺寸和冲蚀速度对涂层抗冲蚀性能的影响,并用SEM观察冲蚀表面形貌.结果表明:在相同冲蚀条件下,Alsi-ployester涂层冲蚀率随冲蚀颗粒速度的增加而增加;涂层的冲蚀率受冲蚀角的影响,90°时的冲蚀率大于30°的;30°时涂层损失主要以刮削为主,90°时以凿削为主;涂层失重与冲蚀时间存在良好的线性关系;涂层冲蚀率随着冲蚀颗粒尺寸增加成波动变化,当颗粒尺寸为250μm时,冲蚀率达到最大.在实际工程应用中,Alsi-ployester涂层展示了良好的抗冲蚀性能.     

模拟服役条件下镍-石墨涂层的可磨耗性研究

火焰喷涂镍石墨封严涂层广泛应用于高压压气机前对开机匣和其他航空发动机零件上,其目的 是通过与叶尖或蓖齿之间的磨削控制转子与机匣壳体之间的间隙,从而提高发动机的效率,降低燃油消耗率,可磨耗性是评价封严涂层性能的重要指标之一.根据航空发动机设计的迫切要求,开展了模拟工况下镍-石墨涂层的摩擦磨损试验,并对涂层的可磨耗性进行了深入研究,分析了切削深度、切削速率等因素对涂层可磨耗性能的影响机制.结果 表明:在相同叶尖线速度下,切削深度对涂层磨损的影响比切削速率的影响更为显著;镍-石墨涂层在高线速度下的主要摩擦磨损机制是塑性变形和摩擦氧化;环境温度对涂层的摩擦磨损有一定的影响.     

微弧氧化 Al-Si-O陶瓷涂层的结构与结合强度

使用微弧氧化方法在铝合金表面制备了包含Al—Si—O的复合氧化物陶瓷涂层．利用XRD和SEM分析了陶瓷涂层的组成和结构，通过机械冲击、热冲击和拉伸法评价了涂层与基体的结合强度．结果显示，陶瓷涂层由Q—Al2O3、γ-Al2O3和莫来石组成．涂层表面粗糙，有大量等离子体放电产物．陶瓷涂层能承受机械和600℃热冲击，说明涂层与基体结合好，具有很好的延展性、抗热震性．拉伸结果显示，涂层与基体结合强度高于20MPa．     

基体偏压对AlCrSiN涂层结构及力学性能的影响

AlCrSiN涂层因具有高硬度、优异的耐磨损性及抗高温氧化性而备受关注。为提高AlCrSiN涂层的性能,采用电弧离子镀技术制备了AlCrSiN涂层,研究了基体偏压对AlCrSiN涂层微观组织及力学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、划痕仪及球-盘式摩擦磨损试验机对AlCrSiN涂层的表面形貌、物相组成和力学性能进行表征。研究结果表明:不同基体偏压的AlCrSiN涂层具有B1-NaCl晶体结构和无柱状晶结构;适当提高基体偏压,可细化AlCrSiN涂层的晶粒,提高涂层的表面质量及致密性,从而提高涂层的性能;基体偏压为150V的涂层致密性最好,具有更高的硬度(3 430HV)、结合力(76N)及更好的耐磨损性能。     

气体流速对SiO_2/S涂层中试制备的影响

为了抑制乙烯裂解炉管内表面结焦,在实验室小试的基础上,对SiO2/S涂层进行了中试制备研究。并分析了不同气体流速对涂层形貌和结构的影响,优化了涂层中试制备工艺。采用扫描电子显微镜和Raman光谱对涂层形貌、成分和结构进行了表征。对优化后涂层的热冲击性能进行了考核。结果表明:随着气体流速的增加,炉管出口涂层粒子逐渐变小,结合也更加致密。同时,涂层厚度及Si-O-S结构逐渐增加。当气体流速为30~40 m/s时,炉管出口涂层厚度为8~10μm,粒子结合致密。涂层经过16次热冲击试验后仍未剥落,可以满足抑制炉管结焦使用要求。     

基体结构对Al/BN涂层性能的影响

Al/BN涂层是一种适用于450℃以下的可磨耗封严涂层,常应用于燃气轮机压气机部位的气路封严。等离子喷涂Al/BN涂层在机械加工后常出现涂层表面疏松及涂层表面粗糙度不均匀的现象,在服役过程中会出现不可预料的涂层脱落以及粘附叶片等现象,影响发动机性能和可靠性。本文针对等离子喷涂Al/BN可磨耗封严涂层开展热喷涂工艺研究,对涂层显微组织、拉伸结合强度、硬度等性能检测及评价,并着重研究基体材料结构对涂层性能的影响,结果表明相对于平板试片,带有螺纹结构试片的涂层结合强度稍高,但其Al/BN涂层与底层厚度不均匀,造成结合强度值波动较大。     

Ni-Co/WC-Graphite复合熔覆层的组织与三点弯曲行为

采用真空熔覆技术制备了Ni-Co/WC-Graphite(G)复合熔覆层,采用SEM、XRD等分析了微观组织及相组成,利用三点弯曲研究了复合熔覆层的弯曲行为,并分析了断口形貌特征、微区元素分析与断裂机制。结果表明:整个Ni-Co/WC-G熔覆层包括复合层区、过渡层区、扩散冶金熔合带以及热影响扩散区,复合层区呈现三维织构组织特征,主要组成相有Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、Ni_3Si、CrB、WC、C和γ-Ni-Co固溶体,扩散影响区主要组织为珠光体,扩散冶金熔合带及过渡层主要组成相为镍钴基合金固溶体及金属间化合物;具有复合熔覆层试样的三点弯曲载荷-位移曲线初始呈线性变化,而后曲线斜率逐渐减小,在达到载荷峰值时Ni-Co/WC-G复合熔覆层在承受压应力时溃裂,而在承受拉应力时断裂,由于过渡层、扩散冶金带以及热影响扩散区的存在,使载荷在熔覆层失效后仍在一定范围内缓慢增加,熔覆层区断口形貌呈沿晶或穿晶特征,基体侧的热影响扩散区呈扇形解理断裂特征,远离界面的基体区域为具有大量韧窝的韧性断裂。     

高强涂层结合强度的评价--楔形加载法

提出用楔形和载法评价高强度涂层材料与基体的结合强度。该方法利用楔形压头置于有楔形槽的试样中,使楔形压头中心线与涂层基体界面重合,施加静态载荷至试样沿涂层界面开裂,根据试样受力边界条件,给出涂层与基体结合强度的公式。对三种不同涂层的基体材料进行了结合强度试验。结果表明,用楔形加载法可对高强涂层与基体的结合强度进行测试,所得数据分散度与ASTMC633－79标准相同,试验数据不受非随机因素的影响。     

用能谱技术确定基体薄涂层的厚度

提出一种不同标样确定基体薄涂层厚度并同时得到薄膜成分的新方法。通过理论计算,得 不同涂层厚度下,涂层与基体的特征Ｘ射线相对强度比Ｉｃ／Ｉｓ并作出理论曲线;然后用能谱技术测出Ｉｃ／Ｉｓ,可由理论曲线得出相应的涂层厚度。经实验证明该方法可行     

基于表面超声波无损评价激光熔覆层厚度的实验研究

针对目前激光熔覆层厚度无损评价的重要性,本工作结合表面超声波在介质中的传播特性对其进行测量,并在互相关函数基础上对熔覆层厚度进行了表征和评价。结果表明:随着激光熔覆层厚度的增加,表面超声波在其中的传播速率逐渐变小,在互相关函数计算微小时间差的基础上,建立了可用于评价激光熔覆层厚度的厚度-时间差关系曲线,并采用三次多项式对其进行拟合,进而得到可用于评价激光熔覆层厚度的拟合公式。最后采用不同厚度的激光熔覆层试样对拟合结果进行了验证,并同时对影响计算结果的因素进行了分析。结果表明:采用该方法对激光熔覆层厚度进行评价是可行的。     

一种高熔点金属涂层的制备方法

研制了一种由多个空心阴极并列组合而成的，可直接作为溅射靶的多重空心阴极溅射靶，其溅射输出量可用电压，气压及空心阴极的高度和宽度比控制。人Ｗ，Ｍｏ合金制成的多重空心阴极溅射靶所做的合金涂镀试验表明，这种方法涂层沉积速度快，涂怪致密并与基体结合良好，适用于多种金属或其合金的溅射沉积，尤其是高熔点金属的溅射沉积。     

铸型涂层对熔体过冷度和凝固组织的影响

利用溶胶－凝胶方法,在铸型内表面玻璃涂层上制备ＳｉＯ２晶态和非晶态薄膜涂层,将深过冷的Ｃｕ７０Ｎｉ３０合金熔体浇入两种涂层铸型中,分别获得９０Ｋ和１９８Ｋ的过冷度。提出了用重合密度和重合原子中心偏离度分析涂层结构对合金熔体形核惰性影响的模型。用ＢＣＴ模型分析过冷熔体凝固过程中枝晶生长与过冷度的关系,结果表明,８０Ｋ为临界冷度,△Ｔ〈８０Ｋ时,枝晶生长受成分过冷控制;△Ｔ〉８０Ｋ时,受热过冷控制。在深过冷范围内,凝固组织为细密挺直枝晶。     

聚苯硫醚复合涂层性能的研究

聚苯硫醚复合涂料是一种新型的特种涂料。本文研究了材料的表面处理方法、交联工艺及各种填料种类和用量对涂层性能的影响。试验结果表明：采用化学方法处理基材表面,不同的程度下多层涂覆烧结成膜可获得性能优异的涂层。     

炭材料惰性涂层方法分析

主要探讨炭材料惰性涂层和抗氧化涂层方法,分析了常用的包埋法、化学气相沉积、等离子喷涂法等三种方法的特点,着重分析了溶胶凝胶法、电化学、电子束喷涂等新方法在炭材料惰性涂层制备方面的可行性,认为涂层应该根据最终用途、使用环境、高的性能／价格比选择合适的涂层物质类型和方法。目前最有发展前途的是电子束喷涂涂层和 Ｃ Ｖ Ｄ 涂层。     

双相型不锈钢S22053循环本构关系研究

为研究国产双相型不锈钢S22053在循环荷载下材料的力学性能和本构关系,该文采用S22053热轧钢板加工成母材试件,进行单调和循环加载试验,得到14种加载制度下的应力-应变曲线。基于单调加载试验曲线,分析了单调荷载下的材料性能;利用等应变幅加载试验曲线拟合了Chaboche混合强化参数,并用有限元软件ABAQUS对试验进行模拟计算,对比、验证了拟合效果。结果表明:双相型不锈钢S22053延性较好,没有明显的屈服平台和屈服点,比例极限较低;循环骨架曲线可以采用Ramberg-Osgood模型进行拟合;采用不同分量模型标定的3组混合强化参数均能较好的模拟材料的循环受力特征,其中三背应力分量模型(N2L1)拟合效果最好。研究结果可用于分析计算双相型不锈钢结构在地震作用下的受力性能。