NiCr-CrAl涂层的高温氧化行为

采用固体粉末包埋法在高温合金K438表面制备了一种NiZr-CrAl涂层和单渗铝涂层,通过循环氧化动力学曲线分析、形貌观察及物相分析等对比研究了两种涂层在1000℃下的循环氧化行为。结果表明:单渗铝涂层和NiCr-CrAl涂层均由β-NiAl构成;在循环氧化300h后,NiCr-CrAl涂层质量增加明显低于单渗铝涂层的;单渗铝涂层表面氧化物由α-Al2O3、NiAl2O4和TiO2混合氧化物组成,涂层出现了明显的NiAl向Ni3Al退化,涂层抗氧化性能下降;而NiCrCrAl涂层表面氧化物仍由致密的α-Al2O3相构成,涂层中仅出现轻微的退化,表现出优异的抗循环氧化性能。     

不同取向镍基单晶高温合金在980℃下的低周循环变形行为

在980℃温度下,对不同取向镍基单晶高温合金DD6在不同低周疲劳条件下的循环变形行为进行了研究。结果表明:[001]取向的合金在高总应变幅下表现出循环硬化特征,在低总应变幅下表现为基本循环稳定;[011]和[001]取向合金具有大致相同的特征。应变速率会对合金的循环硬化曲线产生影响,在低应变速率的条件下,硬化曲线整体上是向下移动,循环应力峰值下降;施加的总应变幅越大,循环应力下降越明显;高应变速率使得两种取向合金在相同的总应变幅下硬化曲线的初始硬化速率上升,这种现象对于[111]取向的尤为明显。     

TiAl合金表面NiCrAlY涂层的抗高温氧化性能

采用多弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备了NiCrAlY涂层,用SEM、EDS和XRD等分析了涂层在高温氧化前后的形貌、结构和物相组成,用恒温氧化方法测试了涂层与基体的氧化动力学曲线。结果表明:涂层在高温下可形成保护性氧化膜,使其抗氧化性能显著提升;在650~950℃氧化时,镍和钛元素发生互扩散,850℃时,涂层与基体之间形成了扩散带和齿状TiNi相,950℃时,互扩散现象加剧,涂层表面生成了TiO2,涂层氯化膜与基体间形成了Kirkendall孔洞,对其抗高温氧化性能不利。     

钴基高温合金表面电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗高温氧化性能

采用电弧离子镀在钴基高温合金K640基体上制备了NiCrAlY涂层,并进行了真空退火处理。通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等技术对涂层的相结构和基体及涂层在1 000℃下的抗循环氧化行为进行了研究。结果表明:沉积态涂层主要由γ-Ni、γ′-AlNi3和β-Ni Al等物相组成,元素分布均匀;涂层真空退火后衍射峰尖锐,晶粒明显长大,主要由γ-Ni、γ′-AlNi3、β-Ni Al和α-Cr以及极少量的Cr23C6组成。涂层在循环氧化过程中形成Al2O3保护膜,经过100次循环后Al2O3氧化膜仍然完好。真空退火可使溅射涂层表面较早生成保护性能良好的α-Al2O3氧化膜,提高了涂层的抗氧化性能。     

抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固组织的影响

研究了抽拉速度对一种镍基高温合金DD98凝固组织的影响。结果发现随着抽拉速率的增加，DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固，γ‘相尺寸变小，由不规则形状逐渐变为规则的立方体形状，γ／γ‘共晶的含量逐渐增加，而共晶中的初生γ‘相尺寸逐渐减小。在胞枝晶转变处存在一次枝晶间距最大值。     

镍基单晶高温合金微动摩擦磨损特性研究

采用SRV-IV微振动摩擦磨损试验机研究了航空发动机材料DD6镍基单晶高温合金的室温微动摩擦磨损特性.微动试验条件为:试验块与合金球水平垂直接触干摩擦,正向载荷为50～180 N,振幅为60 μm,频率为50 Hz,循环次数为1×105次.试验结果表明:随着正向载荷的增大,磨痕中心区域磨损特征由微凹坑转变为平坦的挤压层...     

镍基单晶高温合金在980℃以上稳态蠕变行为及相应的显微组织

研究了一种镍基单晶高温合金在高温(高于980℃)蠕变时的稳态蠕变行为与相应显微组织的关系。结果表明:筏形组织是稳态蠕变变形的重要特征,较短的初始蠕变阶段和较高的界面位错网密度有利于稳态蠕变变形。     

铜、钛元素对镍基耐蚀合金高温氧化行为的影响

采用增重法测出了含铜和钛元素的镍基耐蚀合金在800℃空气中的高温氧化动力学曲线,并用扫描电镜及能谱仪对氧化膜的形貌和成分进行了分析,研究了铜和钛元素对合金高温氧化行为的影响。结果表明:随着铜元素含量的增多,合金的抗高温氧化能力逐渐变弱;在合金中加入一定量的钛元素可以使合金表面的氧化膜更加致密,增强合金的抗高温氧化能力。     

基于Abductive网络的镍基单晶高温合金蠕变断裂寿命预测

通过建立镍基单晶高温合金的蠕变断裂寿命与合金成分、试验温度以及试验应力的4层Abductive网络预测模型,对CMSX-4与CMSX-10合金进行了不同试验条件下的寿命预测,并用试验所得的合金lgt_r-lgσ曲线进行了验证。结果表明:Abductive网络具有高的准确性与很好的适用性,能够准确预测不同成分镍基单晶高温合金的蠕变断裂寿命。     

Microstructure and Oxidation Behaviors of Nano-particles Strengthened NiCoCrAlY Cladded Coatings on Superalloys

Nano-particles which can largely improve the microstructure and oxidation resistance of materials are often used as a strengthening component in metal matrix composites. However, few studies were reported on its application in the bond coat of duplex structure thermal barrier coating(TBC). Three kinds of NiCoCrAlY coatings strengthened by different nano-particles with the same addition (1%, mass fraction) were prepared by the laser cladding technique on Ni-based superalloy substrates, aiming to study the effects of the nano-particles on microstructure and oxidation resistance of NiCoCrAlY coatings (the bond coat of the duplex structure thermal barrier coatings). Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer(XRD) and thermogravimetry were employed to investigate their morphologies, phases and cyclic oxidation behaviors in atmosphere at 1 050℃, compared with the coating without nano-particles. With the addition of nano-particles, the growth pattern of the grains at the interface changed from epitaxial growth to non-epitaxial growth or part-epitaxial growth; slender dendrites were broken and cellularized; cracks and pores were restrained; and the oxidation weight-gain and the stripping resistance of the oxide scale were improved as well. Among the three kinds of nano-particles, the SiC nano-particles showed the most improvement on microstructure, while the CeO2 nano-particles were insufficient, but its effects on the oxidation resistance are the same as those of the SiC nano-particles. Based on the discussions of the influence mechanism, it is believed that CeO2 nano-particles would show better improvement than SiC nano-particles if the proper amount is added and the proper preparation technique of micro-nanometer composite powders is adopted, with the synergistic action of nanometer effect and reactive element effect.     

PVD NiAl化合物涂层的滑动磨损特性研究

用射频磁控溅射法及一个由纯Ni和纯Al复合的特制靶材制备NiAl涂,层该涂层厚约10μm,硬度和弹性模量分别为11．52GPa和143．42GPa。研究表明,涂层的高硬度、低的表面粗糙度、较好的抗氧化性能及与基体间良好的粘附性能是涂层具有良好耐磨性能的主要原因。     

溅射沉积MoS2薄膜中掺杂Ti对其结构与性能的影响研究

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备纯MoS2和不同Ti掺杂量的MoS2-Ti复合薄膜。用SEM和XRD对薄膜的形貌和结构进行分析,用纳米划痕仪测试薄膜与基底间的附着力,用球-盘摩擦试验机评价薄膜在大气和真空环境中的摩擦学性能。研究结果表明:在溅射沉积MoS2薄膜过程中掺杂金属Ti,有效地阻断了MoS2疏松、多孔柱状晶的优势生长,从而生成组织结构致密、无定形态的薄膜,提高了其与基底间的附着力。掺Ti复合薄膜在大气和真空环境中的摩擦学性能都得到显著改善,真空环境中10%Ti含量的薄膜耐磨寿命最长,是纯MoS2膜的37倍,大气环境中20%Ti含量的薄膜耐磨寿命最长,是纯MoS2膜的67倍。     

硅酸盐体系中添加剂对微弧氧化陶瓷膜层的影响

在硅酸盐体系中,不同的添加剂KCrO3、KMnO4、KClO3、H2O2、Na2WO4等对铸造铝合金微弧氧化生成陶瓷膜的厚度、硬度、致密度有不同的影响。用光学显微镜、显微硬度计等仪器对陶瓷膜分析,结果表明:在其他条件相同情况下,陶瓷膜层随着添加剂的氧化性增强膜层厚度增加,硬度和致密度降低。     

镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究

在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆,并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明：直径为1～2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层,镀层和基体之间存在混融的过渡层;镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好,其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能;适当降低氩气压力,提高溅射电流,可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流,从而抑制了腐蚀倾向,但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。     

钼基体上钼-硅-氮涂层的制备与高温抗氧化性能

采用氨解渗氮法和熔盐渗硅法在钼基体上制备了钼-硅-氮涂层,利用SEM、XRD研究了涂层的微观结构、元素分布及物相组成,并分析了其在1 600℃的抗高温氧化性能。结果表明:钼基体上的钼-硅-氮涂层由MoSi2和Si3N4相组成,高温氧化时表面可形成致密的SiO2膜,在1 600℃循环氧化寿命达48h。     

铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构与性能的研究

借助于XRA、SEM和ESA等手段,对置于不同溶液和电参数下得到的铝合金微弧氧化陶瓷层组织结构进行了研究。结果表明,陶瓷层的成分和性能与电解液有关,陶瓷层的相结构与电参数有关。     

激光熔敷陶瓷涂层的抗氧化性

研究激光熔敷陶瓷（ＺｒＯ２－Ｙ２Ｏ３）涂层在高温下的抗氧化性，通过金相、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＥＤＡＸ和Ｘ线衍射等测试方法，对涂层在激光熔敷前后的形貌、结构、组织进行分析，并比较高温下的抗氧化性，讨论涂层在高温下对其体保护的机理。