碳化钨涂层耐热性能的研究

研究了采用WC-10Co4Cr粉末和在WC-10Co4Cr粉末中添加35％(质量分数),粒径为15～45μm的纳米晶不锈钢粉末,在304不锈钢板上喷涂涂层的耐热性能.对800℃,2h热腐蚀前后涂层的宏观与微观形貌进行了分析与表征.结果表明,热腐蚀后WC-10Co4Cr涂层严重氧化,出现了大面积的崩裂;而加入35％(质量分数)不锈钢粉末的WC-10Co4Cr涂层表面在相同的试验条件下未发生变化,含纳米晶不锈钢粉末的涂层耐氧化性能显著提高.     

低温超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以超细(5～15μm)WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM,XRD,3D表面轮廓仪和显微硬度仪对LT-HVOF WC涂层的显微结构和性能进行了表征,并将其与HVOF WC-10Co4Cr涂层进行了对比.结果表明:LT-HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的显微结构和显微硬度与HVOF制备的WC-10Co4Cr涂层的相当,其表面粗糙度为1.22μm,远低于HVOF涂层(3.18 μm),但其断裂韧度约为HVOF涂层的1/2.基体表面的激冷粒子分析表明,LT-HVOF WC-10Co4Cr涂层较低的断裂韧度与粒子在低温焰流中未熔化,并未充分铺展有关.     

基体厚度对PtAl涂层与镍基单晶高温合金互扩散行为的影响

采用电镀Pt气相渗铝的方法,在不同厚度(0.8,1.0和1.3 mm)的镍基单晶高温合金基体表面制备了单相的β-(Ni,Pt)Al涂层.利用SEM/EDS及EPMA等表征方法,研究试样在1100℃热暴露200 h过程中涂层/基体界面的微观结构演变和各组元的元素分布.结果表明:不同基体厚度的PtAl涂层/镍基单晶高温合金试样在1100℃热暴露200 h后截面微观形貌无明显差异,热暴露36 h后在互扩散区下方均形成了分布有TCP相的二次反应区,热暴露200 h后基体厚度为0.8,1.0和1.3 mm的试样中SRZ厚度分别为37,35和34μm;不同基体厚度的PtAl涂层/镍基单晶高温合金试样,在1100℃热暴露200 h后成分分布无明显差异,涂层与基体间主要发生Ni,Co,Cr和Ru的外扩散及Pt和Al的内扩散.     

不同表面强化处理对9310钢防护性能的影响

旨在提高航空9310钢的耐磨与耐蚀能力,运用超音速火焰喷涂技术制备了WC-14Co和WC-10Co4Cr涂层,同时用传统工艺对该钢分别进行了渗碳、镀铬处理,并对试样表面进行了性能对比研究.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计研究样品微观组织、成分和硬度.采用往复和旋转两种方式测定样品在室温下摩擦磨损性能,通过盐雾腐蚀对比样品耐腐蚀性.结果表明:WC-14Co与WC-10Co4Cr涂层致密、硬度高、摩擦系数小、磨损量低,耐磨性能明显优于渗碳、镀铬;硬铬镀层与WC-10Co4Cr涂层表面形成致密保护膜,大大提高了耐盐雾腐蚀能力.综合考虑耐磨和耐蚀性能,WC-10Co4Cr涂层具有很大的应用潜力.     

超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究

WC-17Co涂层由于其优异的耐磨性能,被广泛用于工件的摩擦防护,但其在较高温度下服役存在过早氧化失效的问题。采用超音速火焰喷涂在45#钢表面制备WC-17Co致密涂层,将其置于400、500、600和700 ℃的温度下进行恒温热暴露,研究超温服役氧化行为对其结构及性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等手段表征喷涂态及不同氧化温度下涂层的物相和微观结构的演变,对其物相和性能变化进行讨论。研究结果表明：喷涂过程中WC的分解及过冷使喷涂态WC-17Co涂层形成少量的Co基非晶;400 ℃热暴露后,涂层物相和结构无明显变化,当热暴露温度提高到500 ℃以上时,涂层表面CoWO₄、WO₃和Co₃O₄等氧化相开始生成,在700 ℃氧化处理2 h后,氧化物生长层增厚到10 μm;氧化促使涂层内部的Co元素向表面扩散,导致涂层内部WC硬质相的浓度提高,故内部涂层的显微硬度也大幅提高,在距离表面50 μm深度涂层显微硬度增加到1400 HV_0.3以上;表层显微硬度升高则主要是由于氧化相的生成。高温氧化后,由于Co粘结相的减少使涂层断裂韧性降低,涂层在高速摩擦环境下,疏松的氧化物层易粉化失效,故WC-17Co涂层的服役温度应保持在500 ℃以下。     

微合金化法对高锰铝青铜合金组织和性能的影响

在保证高锰铝青铜耐腐蚀性能的前提下,为了提高高锰铝青铜的强度,在多元复杂铝青铜中添加0.3%Cr,促进了合金组织中K相的析出;添加0.3%Zr,使β相和γ2相混合区域面积增加约1/4,并且α相形貌由块状变为竹叶状;添加0.3%Nb,促进了α相的细化和生成,使α相增加了约1/13;添加0.3%Co,使得组织细化,并促进了α相和K相的产生,α相略微增加,K相增加了约2.4倍。Cr、Nb、Co的加入不同程度提高了合金的抗拉强度,Zr的加入对合金抗拉强度没有明显影响。添加0.3%Cr,获得了最高的抗拉强度,约为775 MPa,断后伸长率由24.8%降为18.2%。Cr、Zr、Nb、Co的加入对合金的均匀腐蚀速率有一定的影响,其中Cr、Zr、Co的添加使得合金耐腐蚀性能略有降低,Nb的添加使得合金耐腐蚀性能得到改善。其中添加0.3%Cr、0.3%Zr、0.3%Nb、0.3%Co的铝青铜和未微合金化的铝青铜的均匀腐蚀速率由大到小分别为含0.3%Zr合金、含0.3%Cr合金、含0.3%Co合金、未微合金化合金、含0.3%Nb合金,但在实验条件下,所有合金的耐蚀性都符合国家标准极耐腐蚀材料。     

激光熔凝对生物可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为。结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成。激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化。在Hank’s溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量。腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank’s溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。激光熔凝试样在Hank’s溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4%和3.7%,表现出更优异的耐腐蚀性能。     

不同浸泡介质下矿用钢丝的电化学腐蚀行为研究

以矿用钢丝为研究对象,模拟典型矿井工况,分别对不同表面处理方式、不同浸泡介质下的钢丝进行全浸泡正交腐蚀试验,通过极化曲线与阻抗谱测量来研究不同钢丝的腐蚀机理,通过观察不同浸泡时间下钢丝的表面形貌及XRD分析来研究不同钢丝的腐蚀过程。结果表明:酸性介质下钢丝在浸泡中期便开始形成钝化膜,而碱性介质下钢丝直到浸泡后期才开始形成钝化膜,酸性介质比碱性介质更易使钢丝发生腐蚀,在2种腐蚀介质下未处理钢丝由于表面注油层对基体的有效保护,耐腐蚀性能优于裸钢丝;点蚀为钢丝腐蚀最常见的表现方式,不同表面处理方式、不同浸泡介质对于点蚀坑的形貌、产生时间及扩展方式具有重要的影响;长期浸泡后,所有钢丝试样表面外锈层主要成分为FeO(OH),内锈层主要成分为Fe3O4。     

WC-10Co4Cr/WC-10Ni耐磨耐腐蚀涂层制备与研究

以WC-10Co4Cr和WC-10Ni粉末为原料,利用超音速火焰喷涂在304不锈钢基体上制备WC-10Co4Cr和WC-10Ni涂层。同时,利用显微硬度计、扫描电镜、万能力学试验机、磨耗试验机和盐雾试验机等手段,分析涂层的力学性能和耐磨耐腐蚀性能。结果表明：WC-10Co4Cr涂层和WC-10Ni涂层与基体结合牢固,组织致密;WC-10Co4Cr涂层的硬度更高,结合强度和耐磨性更强于WC-10Ni涂层;WC-10Ni涂层的耐盐雾腐蚀性能,更优于WC-10Co4Cr涂层。     

热处理对HVOF WC-17Co涂层组织结构及耐磨性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢表面制备了硬质WC-17Co耐磨涂层,分别在500,700,900,1 100 ℃保温1 h进行热处理,进而研究了热处理温度对涂层微观组织、相组成、硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明：随着热处理温度的升高,W2C相逐渐减少而非晶态的Co发生再结晶生成Co3W3C和Co6W6C;硬度呈现先升高后降低的趋势,700 ℃热处理后,WC硬质相增多,硬度最高;喷涂态WC-17Co涂层的耐磨性较差,900 ℃热处理后,析出的Co6W6C细小且弥散均匀分布,涂层的磨损量最小、耐磨性最好。     

介质对N18合金应力腐蚀行为的影响

以我国自行研制的属Zr-Sn-Nb系的N18锆合金为对象,研究了N18合金分别在空气、乙醇及含碘量为10~3×104μg/g的乙醇溶液中,在恒应变速率(4.7×10-6s-1)条件下的拉伸行为.结果表明,当应变速率一定时,介质对试样的塑性即延伸率和断面收缩率有不同程度的影响,在乙醇中影响不大,但在含碘乙醇溶液中,试样的塑性随碘浓度的增加而下降,说明导致N18合金发生应力腐蚀的介质是碘而不是乙醇.N18合金横向试样在应变速率为4.7×10-6s-1下发生应力腐蚀的临界碘含量介于20~30μg/g之间.当碘浓度大于20μg/g时,在试样断口上可观察到典型的脆性断裂特征和腐蚀现象.在一定的成分范围内,合金的成分对N18合金的抗碘致应力腐蚀断裂(I-SCC)行为的影响不大,但织构对其I-SCC行为的影响较为显著.     

WC-12Co涂层耐熔融锌腐蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂在316L基体上制备了WC-12Co涂层,并对熔融锌液对涂层的腐蚀机理进行了分析．研究结果表明：所制备的 WC-12Co 涂层均匀致密、孔隙率低于1％,平均硬度超过1300 HV0．3;WC-12Co涂层具有良好的耐熔融锌液腐蚀性能;在残余应力及热应力作用下,涂层会产生裂纹,熔融锌液沿着涂层裂纹渗透并腐蚀基体,导致涂层从基体剥离失效．     

钛合金表面抗高温氧化TiAl3-Al 复合涂层的制备?

采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)在钛合金(Ti6Al4V)基体表面制备纯 Al 涂层后进行真空热处理,获得了厚度约300μm的TiAl3-Al复合涂层,并对该涂层在700℃下长时间高温氧化行为进行了研究,用 SEM,EDS和 XRD分析了涂层的形貌、成分及相组成。结果表明：低温超音速火焰喷涂制备的纯 Al涂层结构较为致密,但存在少量的微孔洞,经真空热处理后的纯 Al涂层与钛合金基体间在界面处形成了TiAl3互扩散层;再700℃下静态氧化时,随着时间的增加,涂层表面形成了一层薄而致密的Al2 O3和TiO2的混合氧化层,而涂层中纯Al与基体中的Ti互扩散逐渐转变为TiAl3;氧化约5 h后涂层进入稳态氧化阶段,高温氧化500 h 后涂层未出现剥落等现象,表明 TiAl3-Al 复合涂层能显著提高Ti6Al4V合金的抗高温氧化性能。     

MgCl2液滴对1420Al-Li合金腐蚀行为的研究

采用开尔文探针对1420Al-Li合金在初始浓度为0．1～1．0 mol/L、体积为4μL的M gCl2液滴下的腐蚀行为进行了研究．结果表明,当M gCl2液滴初始浓度为0．1,0．3 mol/L时,主要发生丝状腐蚀,其电位基线在-0．7～-0．8VSHE范围内,随着合金表面丝状腐蚀生长的停止与开始,出现电位突然增加而后立即下降的现象．当初始浓度增加到1 mol/L时,主要发生孔蚀,随着孔蚀的不断形成与钝化,出现电位突降而后立即回复的现象．当液滴达到环境相对湿度后,随着M gCl2初始浓度的增加阴极极限电流减小,腐蚀速率降低．     

微量Co对MoSi2机械合金化材料性能的影响

在氩气保护下 ,利用机械合金化的方法制备了MoSi2 、MoSi2 0 5 %Co和MoSi2 1 0 %Co(质量分数 ) 3种粉末 ,经过冷压烧结制成实验样品 ,研究了微量Co对MoSi2 材料性能的影响。结果表明 ,微量Co可以明显改善MoSi2 的室温断裂韧性和抗弯强度 ,其中w(Co) =1 0 %的MoSi2 合金的抗弯强度、断裂韧性可以分别达到 5 88MPa、9 2 7MP·m1/ 2 ,两项指标均高于国内同种工艺制备的商用MoSi2 的性能指标。     

TiN/ZrN抗冲蚀多层膜制备及其性能研究

采用多靶位真空阴极电弧离子镀技术在1 Cr17 Ni2不锈钢表面沉积抗冲蚀 TiN/ZrN 多层膜,利用扫描电镜、显微硬度计、划痕仪、冲刷试验机和中性盐雾试验机等对多层膜的结构及性能进行研究.结果表明：所制备的TiN/ZrN多层膜厚度为5.24μm,膜层与基体结合力为55 N,显微硬度为HK2026.6;多层膜对不锈钢基体起到了良好的防护作用,耐90°攻角冲刷砂量为50 g,耐中性盐雾腐蚀96 h 无腐蚀,336 h抗腐蚀性能大于9级.     

Co/Pt改性铝化物涂层热腐蚀行为探究及比较

为提高镍基单晶高温合金的抗热腐蚀性能,采用电镀/高温气相渗铝的方法,在合金基体表面分别制备了铝化物涂层、Co改性铝化物涂层和Co/Pt共改性铝化物涂层。将涂层样品置于Na₂SO₄/NaCl(质量百分比75∶25)混合盐中进行了900℃热腐蚀实验,利用XRD和SEM/EDS等方法研究了三种涂层样品的热腐蚀行为,同时还研究了Co和Pt元素对涂层抗热腐蚀性能的影响。实验结果表明：900℃热腐蚀100 h后,铝化物涂层的质量增重为4.07 g·cm^-2,Co改性铝化物涂层质量增重为0.74 g·cm^-2,Co/Pt共改性铝化物涂层的质量增重为5.96 g·cm^-2;Co/Pt共改性铝化物涂层无明显剥落,氧化膜相对完整,说明其抗热腐蚀性能最好,而另两种涂层则出现明显剥落,说明二者抗热腐蚀性能均较差。Co/Pt的协同作用,促进了涂层表面保护性Al₂O₃膜的形成,提高了氧化膜的粘附性和自修复性,増大了涂层的钝化范围,降低了涂层外部的S及O等元素的向...     

低温对储氢合金及电解液性能的影响

选用镍氢动力电池负极材料储氢合金为研究对象, 观察在常温、低温条件下循环后储氢合金电极表面各元素分布、粒度变化, 并提出电解液电导率变化及隔膜失效也是镍氢电池早期失效的一个重要原因。实验结果表明, 经低温循环失效后, 合金表面一些活泼元素在电解液中发生腐蚀反应, 如Co, La, Mn, Al等, 其中Mn、Al溶解损失严重。合金原粉颗粒的平均大小为23.6988 μm, 而经25 ℃、-20 ℃下循环实验而失效的电池负极合金粉颗粒的平均粒径分别为4.1874、4.5151 μm, 说明负极已发生严重的粉化现象。     

WC-12Ni@Ni-MoS2核壳结构复合粉体工艺改进

为了解决WC-12Ni@Ni-MoS₂自润滑核壳结构复合粉体壳层疏松、厚度不均、元素分布不均的问题,研究了化学镀制备工艺中粉体固含量、表面活性剂类型、搅拌方式、粉体粒径大小对复合粉体的影响。结果表明,在75 g/L WC-12Ni待镀粉体粒径分布均匀且范围小的情况下添加HPB阳离子型表面活性剂、7.5 g/L MoS₂自润滑粉体,NiCl₂·6H₂O作主盐,DMAB作还原剂持续均匀定量加入,1 200 r/min机械搅拌,85℃化学镀20 min制备的WC-12Ni@Ni-MoS₂核壳结构复合粉体壳层致密,厚度均匀,元素分布均匀,且试验可重复率高。     

预氧化提高Ti-48Al-2Nb-2Cr合金的抗热腐蚀性能

TiAl合金具有优异的高温性能,但在高温下的抗氧化性和耐腐蚀性较差,从而阻碍了其在工程中的实际应用。以Ti-48Al-2Nb-2Cr合金为研究对象,为其免受热腐蚀侵蚀,通过预氧化在其表面制备一层致密的保护膜,研究预氧化处理对Ti-48Al-2Nb-2Cr合金在Na_(2)SO_(4)(质量分数75%)+NaCl(质量分数25%)混合盐环境中的热腐蚀行为及氧化层组成和结构的影响。结果表明:经700℃氧化100 h后,预氧化试样的氧化增重仅有0.47 mg·cm^(-2);预氧化处理的Ti-48Al-2Nb-2Cr合金表面为多层氧化物结构,最外层形成了连续、致密的TiO_(2)层,并且氧化层与基体具有良好的结合力,从而有效阻止了熔盐向合金内部扩散,进而显著提高了合金的抗热腐蚀性能。因此,通过预氧化的方式可提高TiAl合金表面的抗热腐蚀性能。