料浆法制备铌合金和钼合金高温抗氧化涂层

介绍了料浆法制备铌合金和钼合金高温抗氧化涂层的工艺过程，涂层试验方法、性能、结构及应用情况。     

料浆烧结法制备改性Si-Cr-Fe高温抗氧化涂层的研究

采用料浆法在铌合金表面制备了Ge改性的Si—Cr-Fe系高温抗氧化涂层，分析了涂层氧化前后的表面和截面形貌、组织成分、相的分布等。将两次加涂后的涂层与一次加涂后的涂层形貌、组织和抗氧化性能进行了对比。结果表明：C-103铌合金表面的Si—Cr-Fe料浆熔烧涂层中，主体层是较致密的复杂硅化物相（Cr，Fe，Ge，Nb）Si2；扩散过渡层是致密的（Cr，Fe，Ge，Nb）5Si3相和少量（Cr，Fe，Ge，Nb）Si2的混合物；二次熔烧的涂层比加涂一次的涂层系统表面组织较均匀、致密，具有更宽的过渡层，对提高涂层的高温抗氧化性能有利；过渡层可有效阻止裂纹的进一步扩展，从而提高涂层的高温抗氧化性能。     

料浆烧结法制备改性Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层的研究

采用料浆烧结法制备了C-103铌合金上的改性Si—Cr—Ti高温抗氧化涂层，在涂层料浆中添加活性元素Zr和稀土氧化物Y2O3。进行了1200℃静态抗氧化实验，室温-1200℃的热震实验，1200℃间断氧化增重实验。利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线(XRD)等分析研究了涂层的形貌、结构、元素分布、相分布等。结果表明：涂层由两层组成，其外层是涂层主体，由复杂的(Yb，Cr，Ti，Zr)Si2相组成；中间扩散过渡层为致密的NbSi2相和少量Nb5Si3相共存。加改性元素Zr和稀土氧化物Y2O3能增加涂层的致密度和扩散过渡层宽度，改善涂层体系的抗氧化性能。扩散形成的过渡层与基体、涂层主体层之间的界面平直；过渡层本身致密，且能有效阻止裂纹的进一步扩展和氧向基体的扩散。     

镍基高温合金用新型铌合金的制备工艺

本文通过分析配铝系数、发热剂、石灰、萤石、冷却时间对铌合金的影响,提出了铝热还原法制备新型铌合金的新工艺。试验表明:配铝系数控制在1.03%¹.05%,单位反应热控制到32001.05%,单位反应热控制到3200³400 kJ/kg,CaO的用量为铝用量的4%3400 kJ/kg,CaO的用量为铝用量的4%⁶%,CaF2的用量为总用铝量的1%6%,CaF2的用量为总用铝量的1%²%,自然冷却时间182%,自然冷却时间18²4 h,就可制备出高纯合金化均匀的铌合金。     

钼及其合金高温抗氧化涂层的制备

介绍了料浆熔烧法制备钼及其合金高温抗氧化涂层的制备工艺、涂层性能、性能检测方法以及应用和发展前景.     

NiCrAlY涂层对镍基单晶高温合金氧化性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY微晶涂层.用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了镍基单晶高温合金及其NiCrAlY微晶涂层在900～1100℃静止空气中的氧化行为.结果表明,镍基单晶合金及其微晶涂层在900℃表现出相同的增重规律,即经初期快速增重后,两者的氧化增重都变得非常平缓;在1000℃,单晶合金的氧化膜不断剥落,使动力学曲线上下起伏,而微晶涂层经初期快速增重后,动力学曲线趋于平缓;在1100℃,单晶合金由于氧化增重远大于氧化膜剥落所造成的失重,使氧化动力学曲线在整个氧化过程中都呈迅速增长趋势,而微晶涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律.单晶合金表面形成含Al2O3、Cr2O3、NiO、CrTaO4和Ni(Al,Cr)2O4尖晶石等的复合氧化膜.施加NiCrAlY微晶涂层后,镍基单晶合金表面形成连续、致密且结合良好的单一氧化物Al2O3,使合金的抗氧化性能明显提高.     

镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究

分析了等离子堆焊钴基高温合金Co-02、部分镍代钴基合金Co-04和镍基代钴基合金ND Co-02粉末涂层的金相组织、氧化膜形貌及其能谱、氧化膜断面形貌及其能谱。结果表明：三种合金涂层的金相组织均为白色奥氏体基体加细小Cr7C3、Cr7(C，B)3共晶Co-02生成Cr2O3选择性外氧化保护膜，Co-04和ND Co-02有明显的局部贫Cr区，生成CoCr2O4和NiCr2O4尖晶石结构保护性氧化膜，有效地提高了抗氧化性；三种合金均具有优良的抗氧化性能，且按ND Co-02、Co-04、Co-02顺序依次增强。评定了它们的抗氧化级别。     

Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧化性能

采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AlCrN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子谱仪等分析了AlCrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱,并进行了800和900℃高温氧化实验,研究了AlCrN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明：AlCrN涂层主要成分为Al、Cr和N元素,添加Al元素后表现出较强的AlN择优取向;Al2p峰谱为Al—N和Al—O结合键,Cr2p峰谱为Cr—O和Cr—N结合键,N1s峰谱以Cr—N和Al—N的形态存在,另外含有少量的N—Cr—O和N—Al—O结合键;经过高温氧化后AlCrN涂层表面氧化物为Cr²O³,对高温合金基体有良好的保护作用.     

复相高温合金的结构分析

运用电子显微镜、能谱仪以及Ｘ射线衍射仪等分析手段研究了成分为３％Ｃ、３８％Ｎｉ,２８％Ｃｒ、１５％Ｗ、１０％Ｃｏ、６％Ｆｅ的高温合金结构以及合金元素在各相中的分布情况,同时探讨了不同制备方法（真空熔炼和粉末冶金）所形成的合金组织结构的差异。     

Microstructure and micro-hardness of the Inconel 718 superalloy coating prepared by cold gas dynamic spraying

Inconel 718 superalloy coating was prepared on a martensitic steel substrate by cold gas dynamic spraying (CGDS).Microstructure and micro-hardness of the coating were characterized by means of scanmng electronic microscope (SEM),energy dispersive spectrometer(EDS),and micro-hardness and nano-indentation tests.The results have indicated that the coating's thickness can reach more than 300 μm,and there exists a good interfacial cohesion between the coating and the substrate.The quantity and size of the defects at the bottom,middle and top areas increase gradually.There is no significant change to the original microstructure of the Inconel 718 superalloy particle after the process of CGDS;and an obvious torsional deformation on the particle's profile is produced while little deformation at the center part occurs.The micro-hardness of the coating at the bottom,middle and top areas decreases in turn.Compared with the bottom area,the micro-hardness of the middle and top areas decreases by about 10%and 21%,respectively.The nano-hardness of the coating is much lower than the original particle,which decreases by about 13.5%at the bottom area and 28%at the top area,respectively.The distribution of micro-defects is an important factor to the micro-hardness of the coating.     

Microstructure and micro-hardness of the Inconel 718 superalloy coating prepared by cold gas dynamic spraying

Inconel 718 superalloy coating was prepared on a martensitic steel substrate by cold gas dynamic spraying (CGDS).Microstructure and micro-hardness of the coating were characterized by means of scanning electronic microscope (SEM),energy dispersive spectrometer (EDS),and micro-hardness and nano-indentation tests.The results have indicated that the coating’s thickness can reach more than 300 μm,and there exists a good interfacial cohesion between the coating and the substrate.The quantity and size of the defects at the bottom,middle and top areas increase gradually.There is no significant change to the original microstructure of the Inconel 718 superalloy particle after the process of CGDS;and an obvious torsional deformation on the particle’s profile is produced while little deformation at the center part occurs.The micro-hardness of the coating at the bottom,middle and top areas decreases in turn.Compared with the bottom area,the micro-hardness of the middle and top areas decreases by about 10% and 21%,respectively.The nano-hardness of the coating is much lower than the original particle,which decreases by about 13.5% at the bottom area and 28% at the top area,respectively.The distribution of micro-defects is an important factor to the micro-hardness of the coating.     

冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度

采用冷喷涂技术在马氏体钢表面制备了Inconel 718高温合金涂层,利用SEM、显微硬度计和纳米压痕仪分析了涂层组织和微观硬度。结果表明,涂层厚度可达300μm以上,与基底界面结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺陷数量和尺寸依次增多;冷喷涂沉积过程不会对Inconel 718高温合金粒子的原始组织结构产生显著影响,沉积后粒子的外部轮廓发生了明显的扭曲变形,而心部变形较小;涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次降低,与底部涂层相比,中部和顶部涂层显微硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较原始粒子显著降低,底部和顶部涂层分别降低13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂层整体硬度的重要因素。     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料,采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度.使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为.结果表明:材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层>0Cr13Ni5Mo>1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

氩气雾化高温合金粉末的凝固组织特征

为深入了解高温合金粉末粒度细化对粉末涡轮盘性能的影响,对不同尺寸氩气雾化高温合金粉末的凝固组织特点进行了分析和研究.结果表明:AA粉表面和内部凝固组织主要为树枝晶和胞状晶组织,晶界和枝晶间分布少量富Ti、Nb的MC型碳化物.随着粉末尺寸的减小,冷却速率增大,组织从树枝晶向胞状晶转变,基体γ相晶面间距和点阵常数增加.小尺...     

激光熔覆无碳Fe-Co-Mo高速钢涂层的组织结构与性能

用水雾化合金粉末为原料,通过同步送粉式激光熔覆技术在40Cr基材上制备无碳高速钢涂层,对涂层的显微硬度、红硬性和抗回火稳定性进行测试和分析,研究工艺参数对涂层形貌及硬度的影响。结果表明,在适宜的参数下能够在基材表面获得无宏观裂纹和气孔的无碳高速钢涂层。涂层致密度高、稀释率低,与基体呈现出良好的冶金结合。涂层熔覆态下显微硬度(HV0.2)达到700,经过600℃下1 h时效后,涂层硬度(HV0.2)明显提升至900。经过4次600℃保温1 h的时效后,涂层硬度(HV0.2)保持在800。此外在600℃保温30 h的长时间回火后,涂层仍然可以保持硬度(HV0.2)达750,相较于常规高速钢ASP2030以及热作模具钢H13具有更加出色的抗回火能力。     

高频燃烧红外吸收法测定镍基高温合金中碳的助熔剂影响探讨

对高频燃烧-红外吸收法测定镍基高温合金中碳的实验条件进行了探讨,并考察了助熔剂的种类、加入方式、用量以及样品称样量对测定的影响。实验表明:添加0.4 g铁助熔剂与1.2 g钨锡助熔剂于试样底部时,样品燃烧情况最佳;称取0.5 g试样,既能防止样品燃烧溢出,又能保证样品有代表性。方法的测定范围为0.000 5%～0.23%,测定下限为0.000 5%。采用实验方法分析普通精密铸造合金、变形高温合金、定向凝固高温合金等不同工艺制备的镍基高温合金以及其他镍基合金,测定值与认定值相符。将实验方法应用于镍基高温合金标准样品和实际样品中碳的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为0.16%～3.3%。     

溶胶-凝胶法制备有机-无机复合涂层的结构与性能

以甲基三乙氧基硅烷(MTES)和二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)为有机前驱体,以碱性硅溶胶(CS)为无机相,采用溶胶-凝胶法在铝合金基体表面制备有机-无机复合涂层。通过改变MTES与CS的质量比来改变体系中硅氧烷与硅溶胶的配比,研究有机物与无机相的比例对涂层结构与性能的影响。结果表明:涂层为有机-无机复合结构;体系中硅氧烷的比例较小时,涂层表面平整,涂层较薄;随体系中硅氧烷比例增加,涂层的疏水性能、力学性能以及耐腐蚀性能先上升后下降,在m(MTES)/m(CS)为50%,固化温度为100~120℃时涂层的性能最好,疏水角为102°,硬度为5H,附着力级别为0,涂层具有较好的耐腐蚀性能。     

等离子合金化AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层的组织与性能

在45#钢基体上采用等离子束合金化法制备AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层。采用SEM,EDS,XRD等研究高熵合金涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:采用等离子束合金化Al,Co,Cr,Cu,Mn和Ni等摩尔单质金属粉,在等离子束作用下45#钢基材中的Fe元素参与表面合金化,形成了厚度约为1 mm的AlCoCrCuFe_xMnNi七主元高熵合金涂层,涂层主要由BCC结构的枝晶和FCC结构的枝晶间组织组成。另外,还有σ相主要分布在枝晶间,涂层从表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。涂层的维氏显微硬度(HV0.2)达到670~400的梯度分布。