氮氩流量比对NiTiAlCrN涂层抗空蚀性能的影响

通过改变通入氮气与氩气的比例,探究不同N含量NiTiAlCrN涂层的结构与性能。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等表征涂层材料的组织结构和形貌,超声振动空蚀机对涂层进行空蚀实验,探究NiTiAlCrN涂层空蚀破坏的机理。结果表明,NiTiAlCrN涂层呈面心立方结构,在(111)和(200)晶面呈现择优取向。随着氮氩流量比增加,硬度、弹性模量和抗空蚀性能先升高后降低。氮氩流量比为1∶1时涂层的结构最致密,晶粒最细,硬度最高,抗空蚀性能最强。氮氩流量比为3∶2时涂层所能承受的弹性势能最大,韧性最强,但抗空蚀的能力低于氮氩流量比为1∶1时的涂层,说明硬度比弹性模量对涂层抗空蚀方面的影响更大。在空蚀坑的内壁发现大量的Cr₂O₃、Al₂O₃等具备抗空蚀性的氧化物,减轻微射流的冲击,降低对涂层的进一步损坏。     

激光熔敷钴合金涂层的抗空蚀和冲刷磨损性能

采用激光熔敷方法在20SiMn低合金钢表面制成了Co合金涂层，以两种目前水轮机转用材20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢作为对比材料，对涂层进行了空蚀，液固两相流冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用实验，采用失重法并结合能谱分析，X射线衍射分析及显微硬度测量等手段研究了涂层的显微结构和在不同形式损伤下涂层的性能并分析了原因。结果表明：在20SiMn低合金钢表面激光熔敷形成的Co合金涂层有良好的抗空蚀性能，这与涂层在空蚀过程中发生的应力诱发马氏体相变密切相关。良好的抗空蚀性能有利于提高涂层抗空蚀和冲刷磨损联合破坏，从而使涂层表现出与0Cr13Ni5Mo不锈钢接近的抗联合损伤性能。     

热/冷喷涂典型抗空蚀涂层结构与性能研究

冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜/扫描电镜、显微硬度计、超声波空蚀试验机、三维轮廓仪等设备,表征了涂层的微观结构、力学性能及抗空蚀性能,分析了涂层的空蚀破坏形貌及机理,并与超音速火焰(high-velocity oxygen-fuel, HVOF)喷涂制备的WC类典型抗空蚀涂层(WC-Co-Cr和WC-Cr₂C₃-Ni)进行了对比。结果表明,冷喷涂CuAl9Fe1涂层的平均孔隙率为1.4%,平均显微硬度为3126 MPa,平均结合强度为32.3 MPa,空蚀6 h的空蚀深度为4.988μm;与之相比,HVOF喷涂的WC-Co-Cr和WC-Cr₂C₃-Ni涂层的平均孔隙率分别为0.7%和1.6%,平均显微硬度分别为10 065和10 094 MPa,平均结合强度分别为84.2和73.5 MPa,空蚀6 h...     

水机材料的抗磨蚀性判据研究

为了证实水机材料的抗磨蚀和抗空蚀性能与材料的常规宏观性能之间的相依关系，选取4种具代表性的材料（碳化钨涂层、NiCr合金涂层、硼不锈钢涂层和钛），进行空蚀和磨蚀试验，并测试了它们的硬度和抗腐蚀性。试验结果表明，材料的空蚀和磨蚀抗力与硬度和抗腐蚀性有着紧密的相依关系:高硬度是抗磨蚀性优的第一判据，较强的抗腐蚀性是第二判据；高抗腐蚀性是抗空蚀性优的第一判据，较高的硬度是第二判据。     

CeO2改性多尺度WC-CoCr涂层组织结构及空蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂技术，制备多尺度WC-10Co4Cr涂层和纳米CeO₂改性涂层。研究添加纳米CeO₂对多尺度WC-10Co4Cr涂层组织结构、力学性能的影响。并采用超声振动空蚀装置研究淡水介质中涂层的空蚀行为和机理。研究表明，改性涂层和未改性涂层物相均主要由WC相和非晶CoCr组成，没有产生明显的脱碳相。纳米CeO₂改性多尺度WC-10Co4Cr涂层具有更低孔隙率(0.25%),但涂层显微硬度(1 134 HV_0.3)只有多尺度WC-10Co4Cr涂层的83%。同时其开裂韧性(5.27 MPa·m^1/2)相对于多尺度WC-10Co4Cr涂层降低了4%。纳米CeO₂的添加削弱了涂层在淡水介质的抗空蚀性能，其抗空蚀性能只达到多尺度WC-10Co4Cr涂层的61%。纳米CeO₂的添加降低了多尺度WC-10Co4Cr涂层的孔隙率，但同时削弱了涂层的力学性能，由此降低了涂层的抗空蚀性能。     

材料表面抗空蚀涂层的研究进展

空蚀现象广泛存在于海洋平台、船舶机械和能源发电等领域。这种腐蚀现象不仅造成了巨大的经济损失,也成为相关从业人员的安全隐患。本文概述了抗空蚀涂层材料技术的研究进展,重点介绍了抗空蚀金属涂层技术和抗空蚀聚合物涂层技术。最后对目前抗空蚀材料存在的问题及未来发展进行了展望。     

碳氮共渗处理对Ti-6Al-4V合金空蚀行为的影响

利用碳氮共渗处理方法对Ti-6Al-4V合金表面进行改性,制备出了硬质涂层。利用SEM、EDS、XRD和Vickers显微硬度仪分别对处理后试样表面形貌和显微结构、化学组成、显微硬度进行了表征,并利用空蚀设备研究了处理后试样的空蚀行为。结果表明通过碳氮共渗处理在Ti-6Al-4V合金表面形成了均匀、致密、无裂纹的硬质涂层。该涂层具有的细晶结构,在空蚀过程中增加了裂纹萌生难度和扩展路径,减小了裂纹尖端应力和裂纹扩展速率,使其能够吸收、耗散更多的空蚀破坏能量,从而显著地改善了Ti-6Al-4V合金的耐空蚀性能。     

Al2O3纳米粒子增强锌铝基耐蚀涂层的制备及性能研究

为解决锌铝基耐蚀涂层在高速、强摩擦等特殊服役条件下的使用问题,将Al2O3纳米粒子添加到锌铝基耐蚀涂层中进行改性,以提高涂层的硬度和耐蚀性.研究了Al2O3纳米粒子及其添加量对涂层硬度、摩擦系数、附着强度、耐冲击性能和耐腐蚀性能的影响,并对涂层的微观组织和成分进行了分析.结果表明,添加Al2O3纳米粒子可显著提高锌铝基耐蚀涂层的硬度和耐蚀性能,降低摩擦系数,且对涂层的附着强度和耐冲击性能无负面影响.Al2O3纳米粒子在涂层中的均匀分散是获得涂层优异综合性能的必要条件.     

金属材料表面抗空蚀涂层的研究进展

概括了金属材料空蚀机理及其影响因素,综合评述了采用激光表面改性技术、等离子表面改性技术、热喷涂技术、化学镀、电镀等表面涂镀技术制备的不同种类涂层的抗空蚀作用效果与机理,提出并讨论了目前研究中存在的科学问题及未来抗空蚀涂层的研究方向。     

ZM6镁合金冷喷涂Al涂层结构与耐蚀性研究

为提高镁合金耐蚀性,在ZM6基体上采用冷喷涂技术制备了纯铝涂层。用扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、显微硬度测试仪等研究了涂层形貌结构和性能;利用电化学方法和中性盐雾实验对涂层的抗腐蚀性能进行了评价。结果表明:在ZM6基体上冷喷涂的铝涂层结构致密,孔隙率为0.8%,显微硬度HV平均为59.8,高于镁合金;结合力达到21MPa;涂层抗腐蚀性能优于镁合金,冷喷涂铝涂层的自腐蚀电位与镁合金相比较,提高了约700mV,中性盐雾实验200h无腐蚀,可为ZM6提供长效保护。     

Ni对TiC-Ni超音速火焰喷涂层组织和耐磨性的影响

Ni对Ti-Ni-C体系SHS反应中的热力学与动力学均有重要影响,Ni在超音速火焰喷涂合成中的作用尚不明确.利用超音速火焰喷涂合成技术制备了3种不同Ni含量的TiC-Ni金属陶瓷涂层,并对涂层进行了组织和性能研究.结果表明,Ni在喷涂过程中起到了吸收反应热、减缓喷涂合成过程中粉末组分的氧化、并在涂层中黏结相金属的作用.原料中的Ni含量对涂层的组织和性能影响较大,Ni含量低涂层中含有大量氧化物,且组织疏松、滑动磨损性能差;随着Ni含量升高到40%时,涂层的氧化物含量降低,滑动磨损性能增强; Ni含量过高,涂层中Ni片层增多,硬质相间距加大,涂层的耐磨损性能有所降低.     

热喷涂金属陶瓷涂层复合磨损失效机制

热喷涂金属陶瓷涂层由于具有优异的耐磨性能,广泛应用于机械零部件的性能提升。热喷涂金属陶瓷涂层在复杂工况中服役时,在多种外界因素的复合作用下,会发生由磨粒磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损中的一种或几种作用导致的失效。结合涂层的服役工况和其自身结构特点归纳分析了热喷涂金属陶瓷涂层的复合磨损失效机制,并对热喷涂金属陶瓷涂层复合磨损失效研究的发展方向进行了展望。     

超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层的高温硫腐蚀性能

超（超）临界机组锅炉管在硫含量较高的烟气环境中常遭受严重的高温硫酸盐及硫化腐蚀,成为锅炉安全的隐患。在2Crl3不锈钢表面利用超音速火焰喷涂（HVOF）制备了NiCr金属陶瓷涂层（1375VM和TPRI—A）,并用超音速电弧喷涂（SWAS）制备传统45CT涂层以作比较,研究了各涂层在700℃,H2—1％H2s环境中的硫...     

高硬度耐磨损电弧喷涂涂层研究

采用电弧喷涂方法制备的高硬度耐磨损JCW-B涂层可广泛应用于工业零部件耐磨表面.对涂层的组织、孔隙率、硬度、结合强度及耐磨粒磨损性能进行分析,对比研究该涂层与Ni60喷熔层的耐冲蚀性能.结果表明JCW-B涂层组织致密,孔隙率低于4%,显微硬度HV0.1高于1200,平均结合强度大于50MPa.研究了涂层的耐磨损机理,XRD结果显示涂层中主要含有Fe3B硬质相,对涂层起到弥散强化的作用.     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层微观结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术喷涂了两种不同WC颗粒尺寸的WC-17Co粉末.对制备的两种涂层的硬度、孔隙率、断裂韧性、结合强度和电化学腐蚀行为进行了测试.结果表明:具有亚微米结构WC颗粒的粉末制备的涂层,在硬度、孔隙率、断裂韧性方面具有一定优势,而含有大颗粒WC相的粉末制备的涂层在结合强度、腐蚀行为方面优势明显,这说明WC颗...     

热输入量对HVOF铁基非晶涂层制备及性能的影响

目的以FeCoCrMoCBYS非晶粉末为喷涂材料,采用几组不同的热输入量,使用超音速火焰喷涂(HVOF)制备成铁基非晶涂层,通过对涂层性能进行分析,研究热输入量对涂层的影响。方法通过调整煤油流量和氧气流量两个参数来控制喷涂时的热输入量。分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、维氏显微硬度计等设备,研究热输入量对涂层显微组织和显微硬度的影响,并通过电化学工作站测试涂层在1 mol/L FeCl_2溶液中的极化曲线进而分析其耐蚀性能。结果不同热输入量下制备的涂层均具有较高的非晶含量。保持其他参数不变,随着热输入量的增加,涂层变得更加致密,孔隙率最小达到1.56%。涂层显微硬度先增大后减小,涂层横截面中部位置硬度大于表面和接近基体位置。结论当热输入量达到6.4×10~5 J时,非晶含量高达96.7%,自腐蚀电流密度低,耐腐蚀性最好。     

微胶囊埋植型自修复涂层研究进展

微胶囊埋植型自修复涂层是自修复复合材料的研究热点之一,它是模拟生物体损伤自愈合的原理,实现对涂层微裂纹、划痕等缺陷的自我修复,可有效提升涂层的耐蚀性能和使用寿命。从修复机理进行分类,微胶囊埋植型自修复涂层可分为腐蚀抑制型和反应修复型。腐蚀抑制型是通过微胶囊释放缓蚀剂延缓基体的腐蚀进程,反应修复型则是通过微胶囊释放的修复剂实现对涂层损坏处的修补。系统地回顾了微胶囊埋植型自修复涂层的典型研究成果和近期动态,详细阐述了自修复涂层的设计和修复机制,着重对不同涂层修复体系的优缺点和适用范围进行了讨论。最后,根据微胶囊埋植型自修复涂层的研究现状,提出了该领域存在的缺陷以及未来的发展方向。     

Investigation of the Corrosion Behaviors of HVOF-Sprayed Carbide Cernet Coatings in Molten Al-Zn-Si Alloy Bath

In continuous hot-dip galvanization process the corrosion and chemical stability of the sink roll in the galvanizing bath are important problem which effects on the quality and productivity. In order to protect the sink roll the carbide cermet and/or ceramic coatings were deposited on the surface of the sink roll. The WC-, Cr3 C2-cermet coatings were deposited by high velocity oxygen fuel (HVOF) spray, respectively. The coating samples were immersed in molten Zn-alloy containing 50 wt % aluminum at 833 K for 24 hr and 144 hr, respectively. The inter-diffusion and inter-reaction of Zn, Al and elements in coating and corrosion behaviors of these coatings were investigated by XRD, SEM and EPMA etc. The corrosion mechanisms of the carbide cermet coatings and ceramic coatings in molten High Al-Zn-alloy were approached.     

镍基纳米复合镀层的研究进展

与普通的复合镀层相比,纳米复合镀层具有优良的硬度、耐磨减摩性能、耐腐蚀性能、耐高温氧化性能、电及电催化性能等。其中,镍基纳米复合镀层研究最早、应用最广泛。综述了纳米复合镀层的电沉积机理以及不同功能性镍基纳米复合镀层的研究进展,包括耐蚀防护装饰性复合镀层、耐磨减摩复合镀层、抗高温氧化复合镀层、自润滑复合镀层等,并对镍基纳米复合镀层的研究进行了展望。     

物理气相沉积在耐腐蚀涂层中的应用

PVD(物理气相沉积)作为一种新型绿色的镀膜技术,由于涂层具备硬度高、耐磨性好、摩擦系数低、化学性能稳定、耐热耐氧化的特点,使其在机械、电子和光学行业得到广泛应用。近些年来随着PVD技术应用领域的不断扩展,对涂层的性能提出了更高要求,在保障力学性能的同时,如何提高涂层耐蚀性成为研究热点。概述了PVD技术应用于材料防腐的相关研究,综述了PVD涂层的成分、结构与耐蚀行为的关系,同时分别阐述了在PVD技术中提高涂层耐蚀性能的方法与机理。