Pt改性镍基高温合金铝化物涂层研究进展

综述了镍基高温合金上抗高温氧化的Pt改性β-(Ni,Pt)Al涂层和γ-γ′型涂层,重点介绍了Pt改性铝化物涂层制备工艺,不同工艺条件下涂层的微观结构,Pt增强铝化物涂层抗氧化性能的作用机理,Al对涂层高温氧化性能的影响,并从元素互扩散、相变、表面起伏等方面描述了涂层退化过程,最后对Pt改性铝化物涂层发展进行展望。     

钴基超合金铝化物涂层的高温氧化寿命

通过分析钴基超合金外扩散型铝化物涂层的高温氧化及退化行为 ,并采用近似方法推算 ,得出了这类涂层氧化和退化与时间的关系。研究表明 ,涂层外侧退化主要由氧化反应驱动力所控制 ,涂层的外侧退化速率正比于其氧化速率 ;而涂层的氧化寿期近似正比于其主体层厚的平方。运用氧化退化与时间的关系式 ,进行简便的辅助实验 ,即可预测出这类涂层的高温氧化寿命。     

铂改性铝化物涂层的高温氧化

研究镍基高温合高铝与低铝活度简单涂层和铂改性渗铝涂层在１１００℃空气中的氧化物行为,在４００ｈ内,各涂层的氧化均遵循抛物线规律,两种铂铝涂层显示出良好的保护性,经１００ｈ氧化后,只有较小的增重和较小的抛物线速率常数、Ｐｔ的存在,通过阻止合金穿过Ａｌ２Ｏ３膜向外扩散,形成更纯的、结合力更好的Ａｌ２Ｏ３膜,并且Ｐｔ的存在抑制γ＇－Ｎｉ３Ａｌ相的形成,扒尺涂层的高温退化和高铝活度涂层中非氧化瘤的生产。     

镍基燃气轮机叶片改性铝化物渗层的研究进展

改性铝化物渗层技术是镍基燃气轮机叶片表面主要的防护方法之一,随着燃气轮机叶片使用温度的越来越高、形状越来越复杂,对其改性铝化物渗层的耐高温腐蚀性能和工艺可控性的要求也越来越高。综述了镍基燃气轮机叶片表面改性铝化物渗层制备工艺的研究进展,就改性元素对铝化物渗层耐高温腐蚀性能的影响和作用机理进行了归纳、分析和讨论,并对其未来的发展进行了展望。     

铝化物高温防护涂层的现状

介绍了高温防护涂层的主要类型、制备方法及其失效方式，重点突出了铝化物涂层在高温防护领域的重要性和高温涂层、高温氧化问题研究的重要性，从而点出了应该进一步深人地研究铝化物涂层高温氧化规律的重要意义。     

K38G合金表面铬铝涂层的抗高温氧化性能

为提高镍基高温合金抗高温氧化性能,采用两步法制备了内扩散型铬铝涂层与单一渗铝涂层。当保温时间9 h、渗铬温度为1080℃、渗铬剂配比为:Cr粉含量为30%、NH4Cl含量为1%、Al2O3含量为69%;渗铝保温时间15 h、温度为750℃、渗铝剂配比为:Al粉含量为10%、NH4Cl含量为1.5%、Al2O3含量为88.5%;热处理保温时间为15 h、温度为800℃时可以得到期望的内扩散型β-NiAl和γ'-NiAl相,涂层组织均匀致密,可显著提高镍基高温合金基体在1100℃的抗高温氧化性能。     

高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响

研究了高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响.普通铸造镍基合金枝晶组织粗大,晶界碳化物呈链状分布,晶内碳化物呈草体汉字状密集分布于枝晶间,是合金塑性低的主要原因.经高温精炼处理后,合金的枝晶组织细化,晶界及枝晶间的碳化物数量减少,γ γ共晶相数量增加,晶界碳化物呈不连续质点状分布,晶内碳化物的密集程度下降,拉伸塑性和蠕变(持久)寿命得以明显提高.经1 650℃,5 min高温熔体处理后,合金室温延伸率由3.5%提高到9.2%,700℃高温塑性由2.0%提高到8.0%,900℃高温塑性由2.8%提高到9.6%,蠕变寿命由34 h提高到52 h,蠕变塑性由4.3%提高到6.11%.推荐的最佳高温精炼处理制度为1 650℃保温4 h.分析了高温精炼处理对合金液态结构、凝固组织与性能的影响机理.     

铌基超高温合金包埋渗铝改性硅化物涂层结构

利用包埋渗法在新型铌基超高温合金表面制备了铝改性的硅化物抗氧化涂层,分析了涂层的相组成、结构及其组织形成过程。涂层制备采用先在1150℃包埋渗硅4h,然后再于800-1000℃包埋渗铝4h的方法。结果表明：渗硅后涂层的相组成为（Nb,X）Si2（X代表Ti,Cr和Hf元素）;再于各温度包埋渗铝后,（Nb,X）Si2层中的平均铝含量随包埋渗铝温度的升高而增加,最高可达10.84at%;当包埋渗铝温度为860-1000℃时会在渗硅层与基体间形成新的铌铝金属间化合物层,且渗入（Nb,X）Si2层中的铝会在局部形成Nb3Si5Al2相。     

K4104镍基高温合金渗Al-Si涂层氧化动力学

用无机盐料浆法在K4104镍基高温合金表面渗AlSi涂层。改变粘结剂中CrO3的添加量制备了三种不同成分的AlSi涂层。采用静态氧化增重法进行1000℃×200h抗氧化性试验。用扫描电镜(带能谱分析仪)对涂层表面形貌及成分进行观察分析,并绘制氧化动力学曲线和拟合氧化动力学方程。结果表明,料浆渗AlSi涂层改善了合金K4104的抗高温氧化性及延长了其使用寿命。粘结剂中添加少量CrO3制备的AlSi涂层具有最佳的抗高温氧化性。三种AlSi涂层都属于完全抗氧化级。     

喷射成形镍基高温合金的显微组织特征

采用喷射成形技术制备了镍基高温全金沉积坯,对合金沉积态、热等静压态和热处理态的显微组织进行了观察,并对共热处理后的维氏硬度、拉伸性能及断裂组织特征进行了测试和分析结果表明喷射成形高温合金组织细小、均匀,呈现出黄型的快速凝固组织特征。合金具有良好的高温组织稳定性。适宜的热等静压和热处理可使材料具有良好的拉伸性能     

617B镍基高温合金长期时效组织演变

对617B合金在650、700、750℃分别时效至3000 h并通过光学显微镜、场发射扫描电镜以及能谱分析其在时效过程中的组织演变规律。经研究发现,在时效过程中617B合金中主要的析出相为γ'相、富Cr、Mo的M_(23)C_6。650℃/600h后开始析出γ'相,且随着时效时间的延长以及温度的提高发生一定程度的粗化。低于700℃时效,γ'相的粗化满足传统的LSW理论,而大于750℃长期时效则转变为以团聚为主的粗化方式。晶界碳化由细小不连续分布的锯齿状逐渐粗化转化为连续的网状结构,晶内碳化物析出增多。750℃高温长期时效,碳化物存在与基体、γ'相之间的相互作用。     

DZ40M钴基合金低压气相沉积铝化物涂层的高温氧化相变

研究了ＤＺ４０Ｍ钴基合金低压气相沉积简单铝化物和钛改性铝化物２种涂层的形成及其高温氧化时的相变退化过程。     

Formation and Characterization of Titanium Modified Aluminide Coatings on IN738LC

Up to now, the aluminide coatings used to protect industrial components at high temperature and corrosive environments have been modified by Pt, Cr, Si and Ni. In this investigation, aluminide coatings were modified by titanium and the microstructural feature and formation mechanism were evaluated. The coatings were formed on a Ni-based superalloy(IN738LC) by a two stage process including titanizing at first and aluminizing thereafter. Pack cementation titanizing performed at temperatures 950℃ and 1050℃ in several mixtures of Ti, Al2O3 and NH4Cl. At the second stage,aluminum diffused into surface of the specimens by an industrial aluminizing process known as Elcoatl01(4 hrs at 1050℃C). The modified coatings were characterized by means of standard optical microscopy, scanning electron microscopy,energy dispersive spectroscopy and X-Ray diffraction methods. The results show that Ti in the coatings is mainly present in the form of TiNi and Al67CrsTi25. Titanium modified coatings grew with a mechanism similar to simple aluminizing; this includes inward diffusion of Al from the pack to the substrate and then outward diffusion of Ni from the substrate to the coating. The advantages and characteristics of this two-stage modified coating is discussed and the process parameters are proposed to obtain a coating of optimum microstructure.     

激光扫描速度对镍基合金熔覆层显微结构和耐腐蚀性能的影响

采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了镍基合金（含质量分数24%Cr、13%Mo）熔覆层,研究了激光扫描速度（100、200和300 mm/s）对熔覆层显微结构和耐腐蚀性能的影响,分析了熔覆层的显微组织、相组成、元素稀释率、显微硬度和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层由γ-Ni(C, Mo, Fe)和Cr0.19Fe0.7Ni0.11固溶体组成。随着激光扫描速度的提高,熔覆层晶粒细化,元素稀释率降低,显微硬度提高。由于元素稀释率较高,在扫描速度100 mm/s制备的熔覆层在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡2 h后的腐蚀电位最低。但由于熔覆层质量好,表面钝化膜稳定,在3.5%NaCl溶液中浸泡7 d后,其耐腐蚀性能仍优于其他2种涂层。     

Failure Behavior of an Aluminide Coating on a Co-Base Superalloy during High-Temperature Oxidation in Air

A surface-morphology change has been observed for an aluminide coating on the Co-base superalloy DZ40M during oxidation at 1100°C in air. The oxide formed on the coating remained an even grayish-white color during the stable oxidation stage, whereas, dark-colored corrosion nodules were observed when oxidation of the coating accelerated. The number of nodules increased with time, along with growth of the nodules, eventually covering the entire surface which signified failure.     

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.     

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...     

FGH95粉末镍基合金组织结构对蠕变机制的影响

通过对热等静压态FGH95合金进行完全热处理、组织形貌观察、点阵常数测定和蠕变曲线测定,研究了FGH95镍基合金的组织结构和蠕变机制.结果表明:合金经热等静压成型后,粗大γ′相沿原始颗粒边界不连续分布,经高温固溶和时效处理后,晶粒尺寸无明显变化,粗大γ′相数量减少,且细小γ′相和MC碳化物在合金中弥散析出,可提高合金蠕变抗力,同时由于γ′相形成元素A1、Ti溶入基体,经XRD谱线测定,γ′相的平均点阵常数减小,而γ体相平均点阵常数增加,致使γ/γ′两相晶格错配度减小;在实验温度和应力范围内,测得合金的蠕变激活能为630.4 kJ/mol.在蠕变期间,FGH95合金的蠕变机制是位错在基体中运动或剪切γ′相,其中,蠕变位错以Orowan机制绕过γ′相,而＜110＞超位错切过y′相发生分解形成(1/3)＜112＞超肖可莱不全位错+层错的位错组态.     

一种新型镍基粉末高温合金的热压缩性能研究

基于Gleeble热压缩模拟试验,研究变形温度和应变速率对一种新型第三代镍基粉末高温合金WZ-A3挤压态试样在变形温度1040~1130 ℃区间,应变速率0.01~0.0025 s_^-1 条件下的热压缩变形行为,分析了合金在不同热压缩条件下的晶粒尺寸及显微组织的变化。试验结果表明：WZ-A3合金挤压棒在1070~1100 ℃温度范围, 0.01~0.005 s_^-1 应变速率范围内热压缩变形后可以获得约4.5 μm细小均匀的晶粒组织,各部位均未出现项链晶及异常晶粒长大的现象。根据以上试验条件成功制备了两件直径190 mm高97 mm的小尺寸热模锻试验盘,验证了WZ-A3合金的热压缩性能。     

The Main Degradation Modes of an Aluminide Coating on a Co-Base Superalloy During High-Temperature Oxidation in Air

Degradation of aluminide coatings occurs by two ways, one by coating oxidation, and the other by interdiffusion of Al. In this paper, the structure variation and phase transformation are analyzed for the aluminide coating on a newly developed Co-base superalloy (DZ40M alloy) after oxidation at 900 and 1000°C in air. The results show that degradation of this coating was mainly by oxidation at 900°C, but principally by interdiffusion at 1000°C. The main degradation mode of the coating is primarily dependent on the oxidation temperature and the specific structure of the coating itself.