一种镍基单晶合金在不同介质中的热腐蚀行为

利用高温热处理炉、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了镍基单晶合金在Na2SO4、NaCl以及75％ Na2SO4+25％NaCl中的热腐蚀行为.结果表明:在700℃腐蚀10h时,镍基合金在75％Na2SO4+25％NaCl溶液中的热腐蚀最为严重,其次为Na2SO4,在NaCl中的热腐蚀程度最轻;合金在Na2SO4溶液中主要发生氧化-硫化反应,腐蚀产物主要由Al2O3、NiO、Cr2S3、Ni3S2、NiCr2O4和TiS组成;在NaCl溶液中的热腐蚀主要发生氧化反应,腐蚀产物主要由Na2CrO4、NiO和Al2O3组成;在75％Na2SO4+25％NaCl溶液中的热腐蚀以氧化-硫化为主,腐蚀产物主要为Al2O3、NiO、TiO2、CrO、CrS、Ni3S2以及少许CoCr2S4.     

Pt-Al涂层对DD413合金高温拉伸性能的影响

利用SEM和TEM对比研究了无涂层和Pt-Al涂层试样在760和980℃的拉伸性能。研究结果表明：在2个温度下,Pt-Al涂层试样的屈服强度均低于无涂层试样。由于Pt-Al涂层存在韧脆转变温度(ductile to brittle transition temperature,DBTT),因此在不同温度下涂层表现出不同的变形机制和裂纹萌生方式。在高温下由于β向γ′转变有利于位错产生滑移,从而导致Pt-Al涂层的塑性变形。Pt-Al涂层在DBTT以上拉伸强度的提高是由于Pt在β-NiAl相中起到固溶强化效应。     

镍基高温合金的腐蚀行为研究

在人工合成烟气和煤灰环境中,分别研究了550℃和700℃下镍基高温合金的腐蚀行为,并分析了其腐蚀机理。结果表明,高温镍基合金在550℃和700℃下主要发生了低温热腐蚀,腐蚀产物主要有硫化物、氧化物和尖晶石相。     

NiCoCrAlYSi涂层对镍基单晶合金高温氧化特性的影响

通过对有/无NiCoCrAlYSi涂层镍基单晶合金高温氧化后的组织结构观察与分析、及等温循环氧化质量变化动力学曲线测定,研究了有/无涂层合金的高温氧化特性.结果表明:在高温氧化期间,无涂层合金表层发生明显的氧化和内氧化,在异形大颗粒内氧化物附近出现贫Al区,使区内y'相消失;元素贫化区尺寸随时间的变化服从抛物线规律;无涂层合金经不同温度循环氧化具有不同的动力学特征,1040℃循环氧化表现的较大增减重波动幅度的原因是元素Al和Cr的交替选择性氧化:涂层合金经不同温度循环氧化后无明显失重特征,该涂层可有效改善合金的抗氧化性能.     

一种镍基单晶高温合金持久各向异性行为

研究了一种镍基单晶高温合金DD499的[001],[011]和[111]3个晶体取向在典型应力条件下的持久性能。结果表明,持久寿命的取向依赖性与温度和应力有关。760℃,790MPa时,[001]取向的持久寿命明显高于[011]和[111]取向;1040℃,165MPa时,持久寿命由大到小顺序为[111]>[001]>[011],但不同取向的各向异性减弱。利用SEM观察持久断裂后的断口和组织结构表明,760℃,790MPa时,[001]取向试样的断裂特征为解理和准解理混合型断裂,[011]取向为单系滑移引起的剪切断裂,而[111]取向为多系滑移引起的剪切断裂;1040℃,165MPa时,3种取向都为微孔聚集型断裂。     

氢在镍基单晶高温合金中的扩散和溶解

本工作采用超高真空气相渗透技术，在３００￣４２０℃温度范围内，测定了氢在ＤＤ８，Ｒｅｎｅ＇Ｎ４两种单晶高温合金中的扩散系数，渗透率和溶解度常数，分析了缺陷对扩散系数的影响及氢溶解放热的原因。结果表明，在实验温度范围内，氢在两种单晶高温合金中的扩散系数，渗透率和溶解度常数均遵循Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系，空洞不是造成氢溶解放热的原因。     

一种镍基单晶高温合金的恒温氧化行为

通过静态增重法对一种镍基单晶高温合金在900℃和1000℃的恒温氧化行为进行了测定,并利用X射线衍射和扫描电镜对氧化产物进行了分析。结果表明,该合金在900℃和1000℃均为完全抗氧化级,900℃的氧化速率明显低于1000℃的氧化速率。合金的氧化产物以(Ni,Co)O为主,并形成了较多的α-Al₂O₃ 和较少量的Cr₂O₃,同时形成了CrTaO₄及（Ni,Co）Al₂O₄和 Co(Al,Cr)₂O₄等尖晶石氧化物。氧化物呈层状分布,(Ni,Co)O在最外层,而Al₂O₃在内层。另外,在靠近α-Al₂O₃层的合金基体中出现了内氮化物。     

应用d－电子合金设计理论发展新型抗热腐蚀单晶镍基高温合金──Ⅲ．性能评价

根据ｄ－电子合金理论研究了合金系统Ｎｉ－１６Ｃｒ－９Ａ１－２Ｗ－１Ｍｏ－４Ｃｏ－Ｔｉ－Ｔａ－Ｎｂ（ａｔ．－％）的热腐蚀行为。选择了最佳成分范围内的４种成分进行单晶生长及性能评价。确定了性能匹配最佳的合金成分（ａｔ．－％）为：Ｎｉ－１６Ｃｒ－９Ａ１－２Ｗ－１Ｍｏ－４Ｃｏ－３．１２５Ｔｉ－０．８７５Ｔａ。完成了整个合金设计过程．该合金抗热腐蚀能力达到或超过ＩＮ７３８ＬＣ，使用温度比ＩＮ７３８ＬＣ高７０－９０℃，其持久强度达到ＣＭＳＸ－２的水平，试验证明ｄ－电子合金设计理论可以用于研制开发高性能抗热腐蚀单晶镍基高温合金．     

Cr元素含量对镍基合金涂层抗热腐蚀行为的影响

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体表面制备三种铬含量不同的镍基合金涂层.光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等技术对涂层微观组织结构、相组成及成分进行分析.选用摩尔比为7:3的Na₂SO₄+K₂SO₄水溶液涂敷刷在涂层表面,分析涂层在650℃下的抗热腐蚀性能.结果表明,涂层的腐蚀动力学曲线基本符合抛物线规律;四种涂层表面均形成了致密连续的NiO和Cr₂O₃保护膜.随着铬含量升高,涂层表面氧化膜中Cr₂O₃含量升高,NiO逐渐减少,涂层抗热腐蚀性能明显提高.Ni-30Cr,Ni-45Cr,Ni-50Cr涂层抗热腐蚀性能分别为20G钢基体的10,15和20倍;Ni-50Cr涂层抗腐蚀性能是美国Tafa 45CT材料的1.4倍.     

真空热处理对镍基单晶高温合金溅射NiCrAlY涂层抗氧化性能的影响

用磁控溅射法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY涂层，研究了真空热处理对涂层组织结构及抗氧化性能的影响。结果表明，溅射NiCrAlY涂层主要由γ－Ni和β－NiAl两相组成，元素分布均匀；经真空热处理后，涂层主要由γ‘－Ni3Al、β－NiAl相和极少量的α－Al2O3相组成，元素分布变得不均匀，最外层富Al贫Cr。真空热处理可使溅射NiCrAlY涂层表面较早生成保护性能良好的α－Al2O3.1000℃氧化200h，溅射涂层氧化膜有较大部分已经剥落，但真空热处理涂层的氧化膜仍较好地粘附在涂层基体上。真空热处理使溅射NiCrAlY涂层表面生成的氧化膜粘附性更好，提高了溅射NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

Hot Corrosion Behavior of a Cr-Modified Aluminide Coating on a Ni-Based Superalloy

A Cr-modified aluminide coating is prepared on a Ni-based superalloy using arc ion plating and subsequent pack cementation aluminizing.Hot corrosion behavior of the Cr-modified aluminide coating exposed to molten Na2SO4/K2SO4(3:1) or Na2SO4/NaCl(3:1) salts at 900 °C in static air are evaluated as well as the aluminide coating.The results indicate that compared with the aluminide coating,the anti-corrosion properties of the Cr-modified aluminide coating in the both salts are improved,which should be attributed to the beneficial effect of the Cr in the coating.The corrosion mechanism of the Cr-modified aluminide coating,especially the role of Cr in the mixture salt corrosion,is discussed.     

铼对CoNiCrAlY涂层合金抗热腐蚀性能的影响

对一种掺3%～5%(质量分数,下同)铼(Re)的CoNiCrAlY燃气轮机用高温涂层合金在1000℃进行热腐蚀实验,利用X射线衍射、SEM和EDS分析其热腐蚀行为。结果表明,无论掺杂Re与否,涂层合金均产生内氧化现象;与不掺杂Re的合金相比,CoNiCrAlY合金中Re的加入能够减小贫Al区的厚度,稳定α-Cr(Re)相,有利于Cr2O3氧化膜的形成,进而阻挡了熔融的Na2SO4与基体的接触,防止熔盐对基体的热腐蚀。     

热浸Zn-Ti合金镀层的耐腐蚀性能

为了抑制热镀锌过程中因含硅活性钢引起的镀层超厚生长,采用在纯锌浴中加Ti的方法,研究了热浸Zn-Ti合金镀层的耐蚀性能.采用浸泡腐蚀、电化学极化、交流阻抗以及X射线光电子能谱等方法,研究了热浸Zn-Ti合金镀层的耐蚀性能.结果表明:Zn-Ti舍金镀层在5%NaCl溶液中的自发腐蚀倾向小于Zn镀层,其极化电阻和交流阻抗增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性能提高.Zn-Ti镀层表面形成的氧化膜由ZnO和TiO2组成.Zn-Ti合金镀层的耐腐蚀性能优于纯锌镀层是由于在镀层表面形成了更加稳定的TiO2膜.     

Ti含量对镍基高温合金抗热腐蚀性能的影响

采用涂盐方法研究了不同Ti含量的镍基高温合金的热腐蚀过程。研究发现,在900℃涂盐条件下,Ni基高温合金中加入质量分数为0.55%的Ti就可以显著提高合金自身的热腐蚀抗力,并且随着Ti含量增加,合金的热腐蚀抗力进一步增强。研究认为,合金中加入Ti后,能促使合金表层形成致密、连续的Cr2O3层,并且随着Ti含量增加,Cr2O3层厚度增加,Al2O3层逐渐向外腐蚀层迁移,从而提高了合金的热腐蚀抗力。     

The Effects of Hot Corrosion Pits on the Fatigue Resistance of a Disk Superalloy

The effects of hot corrosion pits on low-cycle fatigue life and failure modes of the disk superalloy ME3 were investigated. Low-cycle fatigue specimens were subjected to hot corrosion exposures producing pits, then tested at low and high temperatures. Fatigue lives and failure initiation points were compared to those of specimens without corrosion pits. Several tests were interrupted to estimate the fraction of fatigue life that fatigue cracks initiated at pits. Corrosion pits significantly reduced fatigue life by 60 to 98%. Fatigue cracks initiated at a very small fraction of life for high-temperature tests, but initiated at higher fractions in tests at low temperature. Critical pit sizes required to promote fatigue cracking were estimated based on measurements of pits initiating cracks on fracture surfaces.     

Si对CoCrAlY涂层抗热腐蚀性能的影响

摘要：本文针对CoCrAlSiY涂层的抗热腐蚀性能,采用HVOF方法制备了涂层,用75wt.%Na2SO4+25wt.%NaCl热盐涂敷的方法,对比了不同Si含量（0、2%及5%）CoCrAlSiY涂层在900℃条件下的抗热腐蚀性能。研究结果表明：随着反应温度升高,涂层的平均腐蚀穿透深度呈增加趋势;随着Si含量上升,涂层的平均腐蚀穿透深度逐渐下降。腐蚀后CoCrAlSiY涂层内生成了高熔点的金属硅化物CrSi,有助于提高涂层的抗腐蚀性能。     

M951镍基高温合金与Al-Si涂层的高温热腐蚀行为研究

以M951镍基高温合金为对象,研究了Al-Si涂层和M 951合金在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl盐溶液中的热腐蚀行为。结果表明,Al-Si涂层的存在可以减少M 951合金的热腐蚀。Al-Si涂层和M 951合金在Na2SO4+25%K2SO4盐溶液中的热腐蚀程度相对较小。     

Twinning Behaviors During Thermomechanical Fatigue Cycling of a Nickel-Base Single-Crystal TMS-82 Superalloy

This paper provides further insight into the formation of deformation twins at different stages during the whole thermomechanical fatigue cycling in a nickel-base single-crystal TMS-82 superalloy. In general, it is found that twinning behaviors can always be associated with the applied stress orientation. The preferred twinning direction at the primary stage is 〈001〉-compression since the tangled dislocations which appear after the first plastic deformation provide an opportunity for twinning nucleation in compression. At the intermediate stage, the applied stress required for formation of twins in tension is much larger than that in compression; hence, twinning behaviors show distinct tension/compression asymmetry. A thick twin plate and a great many dislocations can be found after fatigue failure, and one can rationalize the reason for this twinning being associated with the TMF procedure. Twins at the tip of the crack in tension occur owing to the existence of compressive strain field.     

镀膜工艺对复配十八烷胺膜层抗腐蚀性能的影响

研究了镀膜工艺对复配十八烷胺缓蚀剂膜层抗腐蚀性能影响,并分析了膜层的腐蚀机理。结果表明,镀膜液pH=6的膜层腐蚀发生在微观缺陷上,pH=8～12的膜层腐蚀发生在晶界上;随着镀膜液pH值升高,膜层结构完整,抗腐蚀性能增强;在镀膜液pH=8～12时,随镀膜温度升高,膜层的组织致密,抗腐蚀性能增强。镀膜液pH=10、镀膜温度250℃为复配十八烷胺缓蚀剂最佳镀膜工艺。     

GH625合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了GH625高温合金在应变速率为0.001～1 s-1、变形温度为1223～1373 K条件下的热变形行为。结果表明:当变形温度一定时,随应变速率的升高,合金的峰值应力σp和稳态流动应力σs及对应的应变εp和εs均升高;当变形速率一定时,随变形温度的升高,σp和σs以及εs均降低,但εp基本保持不变。GH625合金在热压缩变形过程中应变速率的降低和变形温度的升高均有利于动态再结晶的发生;根据应力-应变曲线,通过线性回归获得GH625合金的本构方程。