简单/改性铝化物涂层的研究现状

航空发动机各部件高温结构材料在苛刻环境下服役时,会遭受严重的高温氧化和热腐蚀.在合金表面施加铝化物涂层后,高温下表面能够生成一层致密且生长缓慢的Al2O3氧化膜,从而隔绝腐蚀介质,以防止合金被快速氧化腐蚀.概述了铝化物涂层的优点,包括制备简单、成本低廉.重点综述了以Ni、Fe、Ti/TiAl为合金基体的铝化物涂层微观结构.涂层的微观结构主要由渗铝工艺、基材成分及后处理工艺等因素决定,渗铝工艺包括渗剂成分、渗铝温度和渗铝时间.在高温下渗铝,Al的活度较低,涂层主要以基体元素向外扩散形成外扩散型涂层为主;在低温下渗铝,Al的活度较高,涂层主要以Al向内扩散形成内扩散型涂层为主.还归纳了不同渗铝涂层在干燥空气和水蒸气环境中的高温氧化行为,阐述了水蒸气对铝化物涂层高温氧化行为的影响,比较了Ni-Al系和Fe-Al系涂层的抗高温氧化性能.同时介绍了Cr-Al、Si-Al和Pt-Al 3种改性铝化物涂层的研究进展,包括制备方法、微观结构及抗高温氧化和腐蚀性能.最后,展望并总结了高温防护涂层的发展趋势.     

熔盐电解共渗铝硅及渗层的抗高温腐蚀性能

在渗铝涂层中加入少量硅可进一步提高涂层的抗高温氧化和热腐蚀性能。本文作者采用一种新的方法—高温熔盐电解法,在熔融氯化物盐浴中进行电解共渗铝硅,在铁和铁—铬合金上获得了渗铝硅涂层。 用氯化物作为电解质主要优点是无毒和价廉。高温熔盐电解渗铝硅可获得表面光洁、厚度均匀、与基体结合良好的致密渗层。通过控制电解温度、时间和电流密度可容易地控制渗层厚度,所得到的渗层不需随后热处理。 1000℃氧化试验和900℃热腐蚀(盐膜法)结果表明渗铝硅涂层比单纯渗铝涂层具有更好的保护性能。     

铸铁表面摩擦涂覆和感应加热扩散渗铝方法EI北大核心CSCD

为了改善铸铁在恶劣环境下的腐蚀问题,采用涂覆渗铝的表面改性技术在铸铁表面进行铝涂层制备。以HT150为研究对象,对其进行摩擦涂覆渗铝处理,随后对涂层进行高频感应加热扩散和普通加热扩散处理。通过正交试验研究滚花量、扩散处理温度及保温时间对渗层厚度的影响,采用SEM和EDS定量分析渗层厚度变化。结果表明:滚花处理后进行摩擦涂覆可制备较大厚度的纯铝层,显著影响扩散处理后的渗铝层厚度;两种扩散退火处理均促使渗层厚度明显增大,但相同加热温度下,高频感应加热扩散比普通加热扩散的效率更高、效果更好。采用前者,铸铁试样在2~6 min内渗层厚20~160μm。采用滚花预处理与感应扩散相结合的涂覆方式制备的渗层厚度较常规涂覆方式明显增加,采用该方式可制备腐蚀性能较好的渗铝层。     

渗铝涂层对Ni3Al—Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氩气环境下对渗铝涂层进行扩散处理。利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在。等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的Ｎｉ     

模拟高温海洋环境中铝化物/搪瓷复合涂层腐蚀行为研究

对镍基高温合金GH4169基体先采用包埋渗铝工艺制备铝化物涂层,随后在渗铝涂层表面喷烧搪瓷涂层,得到了渗铝+搪瓷复合涂层.该涂层外层由搪瓷涂层组成,厚度约为40 μm;中间层为渗铝涂层,厚度约20μm,主要为Ni2Al3相,搪瓷涂层和渗铝涂层结合良好;内层为互扩散区,厚度约为3μm.分别考察了搪瓷+渗铝复合涂层、渗铝涂...     

铸造镍基合金K-3的热腐蚀及防护研究

用光学显微镜、X 光衍射、扫描电镜、能谱分析和化学分析等多种手段,对经热腐蚀后的K-3合金试样及渗铝的 K-3合金涡轮叶片进行了分折研究。结果表明叶片失效的原因是硫化及熔盐引起的热腐蚀;低铬、富难熔金属的 K-3合金的热腐蚀机制是硫化、碱性熔解和酸性熔解的综合作用。用 RFL 燃气腐蚀装置对不同的保护涂层进行抗热腐蚀性能的对比试验表明:渗铝的防护效果并不理想,而富硅的扩散型和融烧型料浆铝硅涂层则具有良好的抗热腐蚀性能。     

渗铝及扩散处理对电弧喷涂层结合强度的影响

利用电弧喷涂技术、渗铝和扩散处理工艺,在铸铁表面制作了具有微冶金结合的18-8不锈钢耐热耐蚀涂层.采用光学显微镜,SEM及X射线衍射等方法,对经过不同渗铝和扩散处理工艺得到的涂层的组织形貌,相结构及成分进行了分析研究.并采用热疲劳试验对渗铝和扩散处理后涂层的结合强度进行评价.结果表明,通过渗铝和扩散处理,涂层与基体之间产生了微冶金结合,涂层的结合强度得到了显著提高.并且渗铝时间过长不利于提高涂层结合强度,应合理控制渗铝时间.     

渗铝改性离子镀NiCrAIY涂层的高温热腐蚀行为

为了进一步改善离子镀NiCrAIY涂层的抗热腐蚀性能,采用粉末包埋法在离子镀NiCrAIY涂层表面上进行渗铝,研究了涂层渗铝前后在850℃含氯硫酸盐膜下的热腐蚀行为。结果表明：在25 % NaCl +75 010 Na2 S04熔盐中850℃热腐蚀40h时,未渗铝的NiCrAIY涂层生成的是外层以Cr2 03为主的氧化膜,渗铝后的NiCrAIY涂层仅生成一层Al2 03膜;未渗铝的NiCrAIY涂层在腐蚀50h后失去保护作用,而渗铝涂层在腐蚀lOOh后表面仍形成以Al2 03为主的保护膜。因此,渗铝处理可以明显提高原涂层的抗热腐蚀性能。     

半固态成形镁合金表面扩散渗铝技术的研究

采用化学扩散渗的方法对半固态成形ZA91D镁合金表面进行渗铝处理,在不同的扩散时间和扩散温度下得到渗铝层,用OM,EPMA和XRD对渗铝层进行显微组织形貌、物相组成分析,并对扩渗试样进行Tafel曲线测试及显微硬度测试。结果表明:在430,440℃恒温热扩渗8,12和16h,扩渗层与基体之间都能形成连续且均匀细密的渗铝层,渗层主要由Mg17Al12,Al3Mg2和α-Mg等组成,且渗层的厚度是随扩散温度提高及扩散时间的延长而增加。热扩散渗铝处理可以明显提高镁合金的腐蚀电位,从而提高镁合金的耐蚀性能。经热扩散渗铝处理后,渗层的显微硬度(120～180HV)高于基体(60～80HV),从而提高镁合金的表面显微硬度。     

钢表面粉末包埋渗铝的表面状态及元素扩散机理研究进展

钢铁作为基础性结构材料,应用在国民经济的各个领域。由于钢材在工程应用中会发生氧化、腐蚀,采用粉末包埋渗铝对钢材进行表面改性可提高其抗氧化性能和腐蚀性能。目前为止,关于渗铝工艺参数对渗层微观组织、表面状态和元素扩散机理的研究,比较零散,缺乏系统总结。综述渗铝工艺参数对粉末包埋渗铝钢的微观组织、表面状态及其性能的影响,分析渗铝工艺参数与渗层微观组织的关联;概括渗铝工艺参数对Fe-Al元素扩散系数和扩散激活能的影响规律,分析Fe-Al元素扩散机制;总结渗铝层预测模型,对粉末包埋渗铝钢的研究趋势进行展望。     

渗铝涂层对Ni_3Al－Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氮气环境下对渗铝涂层进行扩散处理．利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在．等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的ＮｉＭｏＯ４相的多晶型转变，显著改变了合金的抗循环氧化能力；涂层经１０００℃、３００ｈ等温氧化及１０００℃、１００ｈ循环氧化后，未出现β－ＮｉＡｌ相的分解，可认为涂层具有较强的保护作用。     

渗铝改性离子镀NiCrAlY涂层的高温热腐蚀行为

为了进一步改善离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀性能,采用粉末包埋法在离子镀NiCrAlY涂层表面上进行渗铝,研究了涂层渗铝前后在850℃含氯硫酸盐膜下的热腐蚀行为.结果表明:在25%NaCl 75%Na2SO4熔盐中850℃热腐蚀40h时,未渗铝的NiCrAlY涂层生成的是外层以Cr2O3为主的氧化膜,渗铝后的NiCrAlY涂层仅生成一层Al2O3膜;未渗铝的NiCrAlY涂层在腐蚀50h后失去保护作用,而渗铝涂层在腐蚀100h后表面仍形成以Al2O3为主的保护膜.因此,渗铝处理可以明显提高原涂层的抗热腐蚀性能.     

渗铝、渗铬工业纯铁的耐低温热腐蚀性能

分别采用热浸法和固渗法在工业纯铁上制备了铝的扩散涂层;工业纯铁上铬的扩散涂层是用固渗法获得的。对渗铝和渗铬的工业纯铁在有K_2SO_4-Na_2SO_4 盐膜存在时的低温热腐蚀行为进行了研究。结果表明,渗铝的工业纯铁仍遭受低温热腐蚀,这一热腐蚀的发生归因于K-Na-Al-Fe 四元低熔点复合硫酸盐的形成。而渗铬的工业纯铁表现出优异的耐蚀性能,这归因于涂层表面完整的富Cr_2O_3 氧化膜的快速形成。据此有理由认为,渗铬是铁基合金低温热腐蚀防护的一个有效途径。     

碳钢浸镀扩散渗铝复合渗硼及其表面性能研究

对Q235、45、GCr15钢在720℃±5℃的条件下进行了热浸渗铝,分别扩散1h、2.5h和5h后再进行950℃×6h高温渗硼。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线等手段研究了Q235、45钢的热浸渗铝和热浸渗铝复合渗硼层的组织结构。探讨了热浸扩散渗铝复合渗硼中的硼化物的形成机理及硼的迁移机制。采用高温氧化试验和耐热腐蚀试验考察了这两种渗层在高温下的氧化机制,并比较了它们的耐高温氧化性能和耐热腐蚀性能,以及它们在干摩擦条件下的耐磨性。试验结果表明,热浸渗铝经扩散处理后,渗层明显,渗层组织由表及里出现了η相(Fe2Al5)、β1相(Fe3Al)和α相固溶体等组织。热浸渗铝复合渗硼所形成渗层具有与单一渗硼相类似的齿状形态。X射线衍射分析表明,渗层主要由Fe2B、Fe2AlB2及Fe2Al5组成。Q235钢热浸镀铝复合渗硼处理在950℃高温下不具有明显的抗氧化的作用。而热浸渗铝的Q235钢950℃氧化后仍然为扩散处理后的灰色外观。而650℃循环氧化中,这两种渗层的抗氧化能力相当。800℃熔盐腐蚀试验中热浸渗铝与热浸渗铝复合渗硼处理均具有较高的耐蚀胜,比未经处理的试样高10倍左右。在干摩擦条件下,热浸渗铝复合渗硼试样比渗铝扩散处理具有更高的耐磨性。     

渗铝镍基高温合金热腐蚀行为研究

采用低压气相渗铝工艺制备铝化物涂层 ,在涂层表面涂敷不同NaCl+Na2 SO4 含量的熔盐进行 90 0℃热腐蚀实验 .结果表明 ,涂层对NaCl含量不敏感 ,这与涂层表面生成Al2 O3 氧化膜有关 .涂层能有效提高合金抗热腐蚀性能 .     

渗铝对CoCrAlY溅射涂层抗热腐蚀性能的影响

一、前言 MCrAlY涂层具有优良的抗热腐蚀性能,适用于运行参数高、使用环境恶劣的燃气轮机涡轮叶片。用离子溅射工艺制备的MCrAlY涂层,具有成份容易控制,组织比较致密的优点,因而越来越受到重视。此工艺需用与涂层同成份合金制成的靶,但由于机械加工的原因,常选用高铬低铝型靶材。这种类型的MCrAlY涂层在熔融硫酸盐环境中具有良好的抗热腐蚀性,但在含氯化钠的熔盐环境中抗蚀性变差,热腐蚀孕育期缩短。采用渗铝可提高MCrAlY涂层中     

CLAM钢表面铝化物涂层的制备与铅液相容性研究

目的探索铝化物涂层的制备工艺,研究其是否能有效抑制铅液对CLAM钢的腐蚀。方法用配制的渗剂对CLAM钢进行包埋渗铝,并通过随后的热扩散和原位氧化处理,在CLAM钢表面制备铝化物涂层,研究不同渗铝时间和热扩散时间对涂层厚度的影响。通过静态氧化试验和铅液腐蚀试验,分别评价铝化物涂层的抗氧化性能及其与铅液的相容性,采用XRD、SEM和EPMA分析涂层的相组成以及铅液腐蚀前后的微观形貌和元素分布。结果包埋渗铝+热扩散+原位氧化处理制备的铝化物涂层主要由约30μm的FeAl相层和约70μm的α-Fe(Al)固溶体层组成。在热处理过程中,由于Al和Fe的互扩散现象,涂层中的Fe-Al相依次经过了Fe₂Al₅、FeAl₂、FeAl、Fe₃Al和α-Fe(Al)的转变。在600℃空气中静态氧化120 h后,铝化物涂层试样氧化质量增量为0.028 mg/cm²,比CLAM钢的氧化质量增量降低了1个数量级,铝化物涂层使CLAM钢的氧化动力学曲线由直线规律转变为抛物线规律。经550℃铅液腐蚀600、1800 h后,铝化物涂层的腐蚀质量增量分别为0.058、0.077 mg/cm²,仅约为CLAM钢的1/120。CLAM钢表面产生了疏松多孔的铁氧化物层,而铝化物涂层没有发生明显的腐蚀,但是腐蚀1800 h后,随着表面铝含量的不断消耗,Al₂O₃层厚度逐渐减小。结论铝化物涂层具有良好的抗氧化性能及与铅液的相容性,能够有效抑制铅液对CLAM钢的腐蚀。     

两种渗铝涂层在高温熔融碱金属硫酸盐中的腐蚀

研究了在1173K温度的90Na_2SO_4-10K_2SO_4熔融盐中,单渗铝涂层和铂改性的渗铝涂层LDC-2的腐蚀行为和它们的电位关系。 两种涂层都有一钝化电位区,在此电位区内,涂层表面可能生成保护性氧化膜,但单渗铝涂层的腐蚀速度高于LDC-2涂层。后者的钝化电位区较前者宽300mV。 这两种涂层的酸性熔融腐蚀临界电位值十分接近。但碱性熔融临界电位差达约400mV,LDC-2涂层耐碱性熔融性能远优于单渗铝涂层。 对于铂改进渗铝涂层抗碱性熔融腐性蚀能的机构,也进行了探讨。     

1Cr13不锈钢渗铝工艺及其熔盐腐蚀行为的研究

选用成本相对不是很高且在高温下具有一定抗氧化性能的1Cr13不锈钢为基体,通过热浸渗铝工艺在基体上制备了一层Fe-Al合金渗层。随后在不同扩散温度、不同扩散时间下进行了热扩散实验。最后分别对未经渗铝和经过渗铝的1Cr13不锈钢在由Na_2CO_3、K_2CO_3和Li2_CO_3组成的三元(Na-K-Li)_2CO_3混合碳酸熔盐中的腐蚀行为进行了研究。采用扫描电镜和能谱仪对腐蚀区的形貌和成分进行了分析;采用X射线衍射仪对腐蚀产物进行了物相分析,并测定了表面的腐蚀动力学曲线。结果表明:当热浸镀温度为750℃时,扩散温度为800℃,扩散时间为6 h,得到的Fe-Al合金渗层的综合性能最佳。此外,渗铝1Cr13不锈钢表面形成了具有保护性的由Al_2O_3和LiAlO_2组成的氧化膜,这对1Cr13不锈钢熔融盐耐蚀性的提高有明显作用。     

镍基高温合金电镀Ni-CeO_2/渗铝复合涂层高温氧化行为的研究

<正> 本文采用复合电镀——固渗铝两步法在M38G高温合金上制取了NiAl—CeO_2复合涂层。与单渗铝涂层和镀镍渗铝涂层进行比较,研究了这些涂层的高温静态氧化、循环氧化以及涂盐热腐蚀性能。用不连续称重测量了各类涂层的动力学曲线。用金相方法观察断面组织,用扫描电镜及电子探针分析断面元素分布,用X射线衍射分析氧化产物。