熔盐堆结构材料的涂层技术研究

熔盐堆中使用的结构材料除了要保证高温力学性还要在高温下与熔盐具有良好的相容性,本文拟采用涂层技术,在高温力学性能较好的镍基合金上沉积一层耐氟盐腐蚀的纯镍金属层,解决镍基合金与高温氟盐相容性差的问题。纯镍金属层采用脉冲电沉积的方法获得,系统研究了电流密度对涂层性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试手段对涂层微观形貌、结构特征等进行分析。结果表明,随着电流密度的增加,涂层厚度呈线性增加,电流密度为40 m A·cm-2时,涂层厚度达102μm;而涂层织构系数(TC)在不同电流密度下都呈现(111)晶面增大而(200)晶面减小的趋势,织构强弱变化的本质与镍晶体不同晶面的表面能大小、沉积过电位、Ni(OH)2和氢原子对生长晶面的吸附作用有关;涂层显微硬度随着电流密度增大呈现出增加趋势。     

电弧喷涂高性能防腐耐磨涂层

垃圾焚烧厂工件表面通常暴露在含HCl/KCl的高温气氛中,这些高腐蚀性高温气氛是造成焚烧厂高额维护费用的主要原因。使用热喷涂技术对部件表面进行涂层防护可明显提高传统钢材的表面耐腐蚀性能。电弧喷涂由于其易于操作性和低成本,已成为最为成熟的技术之一。要得到可观的腐蚀防护能力,涂层必须有很高的致密度。因此,电弧喷涂必须做出适当调整以适应垃圾焚烧厂的特殊需求。虽然镍基合金和钴基合金代表了当今腐蚀防护的技术水平,但是这些合金非常昂贵。属于同一系列的铁基合金将成为一种经济效益更为可观的防腐蚀材料。最近的研究表明,与铁铬基合金和镍铬基合金相比,铁基合金中加入硅后其耐腐蚀性能得到显著提高。鉴于这一原因,本文开展了对不同成分的铁-铬-硅系合金的研究,重点讨论了该合金的最新研究结果。     

熔融锌对热镀锌沉没辊的浸蚀机理及对策

简要综述了热镀锌带钢生产线沉没辊的工作情况及腐蚀机理,对国内外耐液锌腐蚀的材料以及表面防护技术作了较为详细的介绍,指出热喷涂涂层可以有效地减缓锌的腐蚀,并且耐高温无机封孔剂可大大提高热喷涂层耐液锌腐蚀性能,并提出了未来沉没辊耐液锌腐蚀的研究方向。     

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni-P、Ni-Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni-Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni-Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni-P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.      

溅射AlY涂层对Ni基合金抗热腐蚀性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基合金表面制备AlY涂层,并对涂层试样分别进行预氧化和真空扩散退火处理,对比研究镍基合金、预氧化AlY涂层试样和真空扩散退火AlY涂层试样在900℃硫酸盐膜下的热腐蚀动力学及腐蚀产物的组成。结果表明,各试样的腐蚀动力学均分段遵循抛物线规律。对于24 h的腐蚀增重,涂层试样明显小于镍基合金,预氧化试样略低于真空扩散退火试样。镍基合金腐蚀膜分层且开裂,外层主要是Cr_2O_3及NiO的混合物,其下有不连续的Al_2O_3;真空扩散退火试样的腐蚀膜外层是连续的Al_2O_3,其下是Cr和Ni的氧化物,再下是连续的Y_2O_3;预氧化试样形成了与真空扩散退火试样相似的腐蚀膜,但略薄于真空扩散退火Al Y涂层试样。表面连续Al_2O_3膜及连续的Y_2O_3层的形成,提高了腐蚀膜的保护性和粘附性,不同方法处理的AlY涂层提高了镍基合金的抗热腐蚀性能。     

热障涂层体系中MCrAlY合金粘接层结构设计及高温氧化行为研究

本研究旨在通过设计热障涂层体系(TBCs)中合金粘接层的结构以提高TBCs抗氧化性能和热循环使用寿命。研究中采用超音速等离子喷涂(SAPS)沉积不同结构的钴基及镍基合金涂层并对其进行高温氧化性能试验,以此优选涂层结构,并与超音速火焰喷涂(HVOF)沉积的合金涂层进行结构性能对比。结果表明:在高温抗氧化过程中,SAPS涂层中未熔颗粒含量分别为35%±5%的钴基涂层与10%±3%的镍基涂层抗氧化性能最为优异;在相同的合金成分及陶瓷层结构下,SAPS涂层与HVOF涂层相比热循环使用寿命提高了一倍,而热生长氧化物(TGOs)的平均生长速率则降低了20%以上。超音速等离子喷涂可以实现"一步法"制备粘结层和陶瓷层,避免了两步法中间工艺转换过程的二次污染问题,喷涂过程简单,喷涂效率提高,成本大幅降低,具有良好的产业化前景。     

酸性盐雾腐蚀环境下镍铜/氮化硼涂层可磨耗性能研究

为研究镍铜/氮化硼封严涂层在海洋环境下的腐蚀行为及腐蚀对涂层性能的影响。本文采用等离子喷涂在TC4基体上制备NiAl底层和NiCu-BN面层,并对涂层进行酸性盐雾腐蚀和可磨耗试验,通过XRD和SEM对涂层物相和微观结构进行表征。结果表明：NiCu-BN涂层经过192h酸性盐雾腐蚀后,在腐蚀层下方形成厚度约为100μm的腐蚀致密区,在致密区内部几乎不存在孔洞。腐蚀层表面腐蚀产物主要微NaCuO2和Cu64O。喷涂态涂层的平均IDR值为9.76±0.35%,而腐蚀态涂层的平均IDR值则为13.01±1.6%,说明酸性盐雾腐蚀将降低涂层的可磨耗性能,涂层的磨损机制由塑性变形磨损转变为塑性变形磨损与黏着磨损混合磨损。     

超音速微粒沉积镍基合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

为提高再制造铜制衬套的耐磨损性能,运用超音速微粒沉积技术在铜合金基体表面制备镍基合金涂层,采用SEM,XRD和EDS等试验仪器表征涂层的组织、相结构以及氧含量等,运用显微硬度仪、拉伸试验机和CETR摩擦磨损试验机等试验设备分析涂层的力学性能和摩擦学性能。结果表明:超音速微粒沉积镍基合金涂层表面平整,结构致密,孔隙率低(0.4%),涂层与基体结合良好,结合强度达52.8 MPa,涂层平均显微硬度HV0.2为703(较基体提高7倍以上),磨损体积仅为基体的1.48%,对提高再制造铜制衬套的使用寿命具有重要意义。     

热镀锌沉没辊轴套用PTA涂层耐蚀性的研究

在CoCrMo系合金、CoCrW系合金、铁基合金和镍基合金中添加硼化物、碳化物,采用等离子喷焊(PTA)的方法,在热镀锌沉没辊轴套上制备多种涂层。研究结果表明,在CoCrMo系合金中添加CrB2MoB的涂层,焊道成型性良好;涂层表面与锌液基本不浸润,腐蚀面平滑,耐蚀性最佳。     

新型高铬镍基合金涂层在H_2S气氛中抗高温腐蚀性能的研究

针对燃煤电厂锅炉“四管”硫化腐蚀的严峻现状 ,采用 2 0钢作为基体材料 ,对自行研制的新型高铬镍基合金 (铬含量在 40 %以上 )涂层和另一种传统的镍铬合金 (Ni70Cr30 )涂层在H2 S气氛中的高温腐蚀动力学规律进行了研究。采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析。由新型高铬合金制备的涂层具有优良的抗硫化腐蚀性能 ,适于作为燃煤电厂锅炉“四管”用的防护材料。     

TiCN基陶瓷刀具表面TiAlN涂层的制备及其性能研究

利用离子辅助增强磁控溅射与蒸发镀二元组合源设备在TiCN基陶瓷刀具表面制备TiAlN涂层;为提高膜基结合力,采用蒸发镀技术预先沉积一层CrN/Cr过渡层。利用X射线衍射仪、维氏显微硬度计、洛式硬度计、摩擦磨损试验仪等设备,系统分析了CrN/Cr过渡层对涂层微观结构、显微硬度、膜基结合力及耐磨损性能的影响。结果表明,CrN/Cr过渡层的存在,使膜基结合力和涂层耐磨损性能得到大幅度提高。     

新型高铬镍基合金涂层在H2S气氛中抗高温腐蚀性能的研究

针对燃煤电厂锅炉“四管”硫化腐蚀的的严峻现状,采用20钢作为基体材料,对自行研制的新型高铬镍基合金（铬含量在40%以上）涂层和另一种传统的镍铬合金（Ni70Cr30)涂层在H2S气氛中的高温腐蚀动力学规律进行了研究。采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析,由新型高铬合金制备的涂层具有优良的抗硫化腐蚀性能,适于作为烯煤电厂锅炉“四管”用的防护材料。     

沉没辊表面抗液态锌腐蚀材料的研究

着重介绍了液态锌液对金属的腐蚀机制,对耐锌蚀材料及表面改性方法研究进行比较分析,并对耐液态锌腐蚀材料的发展趋势进行展望.结果表明热喷涂WC/Co、Al2O3、ZrO2-Y2O3、MoB/CoCr等涂层材料能有效提高抗锌液腐蚀能力,其中超音速喷涂MoB/CoCr涂层的性能最为突出,抗锌液腐蚀能力达600多小时,是有望成为提高沉没辊使用寿命的涂层材料.     

激光熔敷合金层组织和腐蚀磨损特性的研究

研究了在４５钢表面进行激光熔敷镍基合金，镍基Ｃｒ２Ｏ３合金和镍基ＷＣ合金的熔敷层的组织结构、耐蚀性及不同冲击速度和不同浓度的腐蚀介质下的腐蚀磨损特性。结果表明，激光熔敷合金层不论耐性还是抗腐蚀磨损性能都优于不锈钢，产根据组织分析，显微硬度测试及腐蚀磨损后的表面形貌观察，探讨了熔敷合金层的腐蚀磨损过程。     

离子束法涂硬铬

采用先进的离子束强化沉积法,可在各种材料中所选择的面积上涂上硬铬,该工艺可避免化学镀法所使用的溶液及由它所产生的毒性废料。铬涂层5～10μm,在受镀工件的表面直接被合金化,不需要铜或镍的过渡层。该涂层比传统的电镀铬要硬,因为涂层无氢,十分致密,且耐压。涂层也能重现基体表     

放电等离子烧结制备铜基体表面镍基涂层的性能

采用Cu基体和球形In718型镍基高温合金粉末为原料,通过放电等离子烧结(SPS)工艺在铜基体表面制备镍基高温合金涂层,研究不同的烧结工艺参数对涂层与基体的结合性能以及涂层的表面性能所产生的影响。结果表明,通过放电等离子烧结后,铜基体与镍基合金涂层间形成了一定厚度的扩散层,并且计算发现放电等离子烧结中的脉冲电流可降低涂层与基体间的扩散激活能,对涂层和基体间的扩散结合起到促进作用。通过纳米压痕和显微硬度检测,在850~1 000℃的温度范围内均可获得综合性能远高于铜基体的镍基合金涂层。其中当烧结温度为950℃时,涂层的综合性能最优,显微硬度可达370 HV,弹性模量达179.163 GPa。     

Ni合金表面耐氧化腐蚀涂层制备研究进展

在Ni基体表面制备防护涂层可在保持其良好力学性能的同时有效提高其耐氧化腐蚀性能,本文对镍合金表面耐氧化腐蚀涂层的制备方式及效果加以总结。     

耐锌蚀固体硅钼共渗层的改性研究

固体硅钼共渗可提高钢铁材料的耐锌液腐蚀性能,但工艺难控,易致渗层不致密。通过利用溶胶-凝胶法在渗层表面涂覆氧化硅涂层,对硅钼共渗层的表面改性进行了研究,分析了渗层改性前后的组织形貌、物相结构、显微硬度、孔隙率以及耐蚀性能。结果表明,经表面改性后,硅钼共渗层渗层厚度大约500μm,硬度较基体升高约54%,渗层物相主要由Mo_5Si_3和Mo_5Si_2构成,且孔隙被氧化硅凝胶封堵至完全致密,在熔锌中既不受浸润也不受腐蚀,达到了优良的耐锌蚀性能。     

超级高氮奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能及氮的影响

用电化学测试、化学浸泡等方法研究了超级奥氏体不锈钢00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN(654SMO)的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的性能。通过改变氮含量,研究了氮对奥氏体不锈钢的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能的影响,结果表明,氮和适量的铬、钼结合,能显提高奥氏体不锈钢的耐点腐蚀和缝隙腐蚀的能力,并且随着氮含量的增国,砥体不锈钢的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的能力也增强,对比实验表明,超级奥氏体不锈钢在耐点腐蚀,缝隙腐蚀等局部腐蚀性能方面可以和镍基合金C－276媲美,甚至优于镍基合金。     

镍合金耐高温腐蚀

本文介绍镍合金耐氧化和碳化的性能。选自ASM手册第13B卷“腐蚀：材料”中的“镍和镍基合金”一章。[编者按]