电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究

采用电弧离子镀技术在K465镍基高温合金基材上制备了AlYSi沉积-扩散型涂层,研究了K465合金和AlYSi涂层在1100℃下的高温氧化行为.利用SEM,EDX,XRD对氧化后的涂层表面和截面进行分析,结果表明:AlYSi涂层主要由β-NiAl相组成,氧化过程中涂层表面形成了Al2O3保护膜,显著提高了合金的抗高温氧...     

钴基合金铝化物涂层在高温氧化过程中的主要退化方式

铝化物涂层在高温氧化过程中主要以两种方式退化,一是涂层的表面氧化退化,二是涂层的内扩散退化,DZ40M钴基高温合金铝化物涂经900℃和1000℃两个温度下高温氧化后的组织结构变化表明,该涂层在900℃时起的退化为主,而在1000℃时则以内扩散引起的退化为主,通过理论分析可知,涂层以何种退化方式为主,既取决于氧化温度,也取决于涂层本身的组成和结构。     

稀土元素（RE）对热浸镀铝件抗氧化性能的影响

向热浸镀铝液中添加适量混合稀土,分析了RE对热浸镀铝件抗氧化性能的影响,结果表明,在700℃和800℃×500h氧化时,含适量RE的镀件氧化增重明显低于纯铝镀件,1000℃×500h氧化时,由于合金层脱落,两者具有相近的氧化增重。     

电弧离子镀NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层抗高温氧化性能

采用电弧离子镀技术在镍基高温合金DZ22B表面包覆一层NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层,对比了两种涂层的微观形貌、结构和抗高温氧化性能,并讨论了不同活性元素在氧化中的作用。结果表明:NiCrAlY涂层主要由γ′-Ni3Al/γ-Ni、β-NiAl和α-Cr相组成,而NiCoCrAlYHfSi除上述组成外还形成了NiCoCr合金相,两种涂层热处理期间均发生β-NiAl向γ′-Ni_3Al的转变过程。NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层1 050℃恒温氧化200h的平均氧化速率分别为0.072 3g/(m~2·h)和0.052 7g/(m~2·h)。NiCrAlY氧化初期直接形成α-Al_2O_3、NiCr_2O_4和Cr_2O_3,随后出现裂纹、孔洞等缺陷,氧化物沿孔洞向涂层内部延伸,同时由于基材中的Ti元素发生外扩散,涂层中还形成了TiO_2。NiCoCrAlYHfSi氧化初期形成了亚稳态的θ-Al_2O_3,随后慢慢转变为α-Al_2O_3,氧化物层比NiCrAlY均匀致密,抗高温氧化性能更优异。     

Ti0.5Al0.5N涂层的抗高温氧化行为

用AES仪研究了多弧离子镀Ti0.5Al0.5N涂层在空气气氛中的抗高温氧化行为,发现该涂层的抗高温氧化性能极其优异,其最高抗氧化温度可达800C。采用SEM、EDX以及XTEM等方法对Ti0.5Al0.5N涂层的抗氧化机制和氧化失效机理进行了分析。     

锆合金表面Cr基涂层的耐高温氧化性能

用磁控溅射法在锆合金基体表面制备Cr和CrAl层,并使其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征氧化前后涂层和Zr合金基体的微观结构,研究了两种涂层在(反应堆失水(LOCA)事故情况下的)高温蒸汽环境中的抗氧化性能。结果表明：在1200℃/1 h水蒸汽中氧化后没有涂层的锆合金基体表面生成厚度约为100 μm的氧化膜;而在Cr涂层表面生成的致密Cr₂O₃层其厚度约为4 μm,表明氧化速率显著降低。CrAl涂层氧化后表面生成致密的Cr₂O₃和Al₂O₃混合氧化层,其厚度只有0.8 μm,表明氧化速率进一步降低。这些结果表明: 用磁控溅射法在锆合金表面制备的Cr和CrAl涂层,在1200℃水蒸气环境中均表现出良好的耐氧化性能。在Cr涂层表面生成的氧化膜厚度约为未涂层锆合金氧化层的1/25,CrAl涂层氧化膜厚度低于锆合金表面氧化层的1/100。     

舰船高温防护涂层技术研究进展

高温防护涂层在舰船高温部件尤其是动力系统部件上能够发挥重要作用,保护其在海洋环境中避免发生氧化和腐蚀。本文简要介绍了舰船高温防护涂层的性能特点、分类及等离子喷涂、激光熔覆、渗铝等耐高温涂层制备方法。     

DZ40M合金铝化物涂层的高温氧化蚀点现象

DZ40M钴基合金铝化物涂层在高温氧化过程中失效特点,晨在氧化膜之上产生隆起的深色蚀点。蚀点的出现标志着涂层局部失效的开始。蚀点增加并长大,则对应着涂层失效面积的扩展。形成的蚀点最终覆盖整个涂层表面,意味着涂层完全失效。     

K4104镍基高温合金Al-Si涂层高温氧化过程中的元素扩散分析

采用无机盐料浆法在K4104镍基高温合金表面制备Al-Si涂层。依据GB/T13303-91《钢的抗氧化性能测定方法》标准,采用静态增重法对有涂层试样和无涂层试样进行了1000℃×200h抗高温氧化性能试验,并绘制了氧化动力学曲线。用带能谱扫描电镜对氧化膜的表面形貌和截面组织进行分析,研究有无涂层试样在高温氧化过程中的元素扩散。结果表明:Al-Si涂层和基体合金之间在高温氧化过程中的互扩散形成了厚度为120~140um的渗层。随着氧化时间的延长,外层铝含量逐渐降低,但仍能保持稳定的β-NiAl相。Si在扩散作用下形成内高外低的分布形式,形成的Cr3Si和富Si的M6C相有利于阻止涂层和基体元素之间的互扩散,降低化合物层的形成速度,体现了Al-Si涂层良好的抗高温氧化能力。     

基于声发射技术的Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层弯曲失效机理研究

本研究借助声发射技术对铌基高温抗氧化涂层在常温下的弯曲失效过程进行了研究。利用k均值聚类方法对信号进行了分类,结合截面扫描电镜观测结果确定高温抗氧化涂层在弯曲载荷下的信号分别对应基体变形、表面垂直裂纹、滑动型界面裂纹和张开型界面裂纹,通过快速傅里叶变换得到了各类信号的主频分别为100、310、590和450 kHz,借助小波分析得到了各信号的小波能量系数。涂层弯曲失效过程主要包括四个阶段,分别为受拉侧表面垂直裂纹萌生的初始损伤阶段、表面垂直裂纹增殖阶段、两侧界面裂纹快速扩展的损伤积累阶段和受压侧涂层明显剥落的宏观剥落阶段。     

Protective Effect of the Sputtered TiAlCrAg Coating on the High-Temperature Oxidation and Hot Corrosion Resistance of Ti-Al-Nb Alloy

The effect of a sputtered Ti-48AI-8Cr-2Ag (at. pct) coating on the oxidation resistance of the cast Ti-46.5AI-5Nb (at. pct) alloy was investigated in air at 1000-1100℃. Hot corrosion in molten 75 wt pct Na2SO4+25 wt pct K2SO4 was investigated at 900℃. The scale on the cast TiAINb tends to spall in air, while the scale on coating is very adherent. The sputtered Ti-48AI-8Cr-2Ag coating remarkably improved high temperature oxidation resistance of the cast Ti-46.5AI-5Nb alloy because of the formation of an adherent Al2O3 scale. Due to the inward diffusion of Cr, Kirkendall voids were found at the coating/substrate interface. TiAICrAg coating provided excellent hot corrosion resistance for TiAINb alloy in molten 75 wt pct Na2SO4+25 wt pct K2S04 at 900℃ due to the formation of a continuous Al2O3 scale.     

钛基体上氧化铝膜层的耐高温和耐腐蚀性能研究

钛材高温氧化严重,为了提高其使用性能,采用溶胶-凝胶法在钛合金材料表面制备了耐腐蚀性能优良的三氧化二铝膜层.通过700 ℃下氧化增重的测量、扫描电镜对涂层高温氧化前后表面形貌的观察以及其在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线测量表明,带涂层的试样在700 ℃、20 h的增重仅有0.028 0 mg/cm2,无涂层的试样增重为1.005 2 mg/cm2;带涂层的试样ΔE=1 203.5 mV,裸露钛合金试样的ΔE=154.6 mV.在钛合金材料表面制备的氧化铝溶胶-凝胶膜层具有提高钛合金材料表面抗高温氧化和耐腐蚀性能的特点.     

RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能

目前对单金属及其合金镀层研究较多,而对RE-Ni-W-P-SiC复合镀层,尤其是对镀层的抗高温氧化性能研究较少.采用氧化增重法和X射线衍射法研究了RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能.结果表明:脉冲复合镀层的抗高温氧化性能比直流复合镀层优异;脉冲复合镀层在800℃以下氧化增重不大,稳定性较好,800℃以上,氧化膜增重迅速;不同脉冲频率和占空比对镀层的抗氧化性能有较大的影响:在f=33 Hz,r=0.4或r=0.6处镀层的抗高温氧化性能较好;随着热处理温度的升高和时间的延长,镀层的非晶态形态逐渐减弱,向晶态转变,Ni3P相的衍射峰逐渐加强,且不断出现新相的特征峰.RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层具有较好的抗高温氧化性能.     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层研究进展

介绍了碳／碳复合材料抗氧化涂层的基本要求和近年来抗氧化涂层的研究进展，讨论了目前抗氧化涂层中存在的主要问题。对于碳／碳抗氧化涂层的研究方向，也作了简要的阐述。     

一种含Ru镍基单晶高温合金的高温氧化行为

采用恒温氧化的实验方法,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等分析了一种新型含Ru的镍基单晶高温合金在1 100 ℃和1 140 ℃的高温氧化行为。研究结果表明,合金在氧化初期质量迅速增加,但随着氧化时间的延长,氧化膜质量增加速率变得缓慢,由于氧化过程中会发生氧化膜脱落,使得氧化增重曲线略微偏离抛物线规律。氧化膜大致分三层:外层由Cr₂O₃和NiO组成,中间层为Cr₂O₃,内层为Al₂O₃。     

镍铬合金钢钢坯抗高温氧化涂料的研制

分析了钢种特性、涂料各组分的作用，运用正交设计优选出最佳工艺配方，经1360℃、2h恒温，测定其抗氧化率和烧钢出炉后涂层脱落率，研制出镍铬合金钢钢还在800-1360℃均热炉中使用的抗高温氧化涂料。此涂料为水基、无毒性涂料，同时满足在钢坯入炉前涂敷于钢坯表面的涂层与钢材基体结合性能良好，出炉后涂层可以自行剥落的生产工艺要求，从而减少了钢材的氧化烧损，提高了产品的质量和成品率。     

Ta合金高温防护涂层研究

使用料浆熔烧工艺在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-W系统的硅化物涂层。分析认为,涂层由二硅化物和硅基共熔体组成。在结构上由外表面保护膜、主体层以及界面内层三部分构成。保护膜在高温下阻止氧向基本的浸渗,减少与硅的化学反应,使主体层保持较高的硅含量。内层有助于释放涂层积聚的内应力,保持良好的界面结合。高温性能测试结果表明,在1800℃高温下抗氧化寿命超过2.5h,使该温度到室温的热循环达80次。     

炭材料高温抗氧化研究进展

综述了炭材料的氧化行为、抗氧化方法及其研究进展,并对炭材料高温抗氧化的未来研究重点进行了分析.     

钼含量及水氛对电弧喷涂铝316L不锈钢高温氧化性能的影响

目前,有关高温含水气氛对金属材料高温氧化行为的影响认识不统一。采用电弧喷涂的方法在含钼量不同的316L不锈钢表面制备一层纯铝层进行改性,并通过热处理获得铝扩散层;采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和氧化增重(TG)等手段研究了钼含量及含水气氛对改性316L不锈钢在高温下氧化行为的影响。结果表明:低钼含量不锈钢在高温下(1 050℃)的抗氧化性能优于高钼不锈钢;同时,高温下表面铝改性低钼不锈钢在含水气氛中的抗氧化性能强于其在空气中的表现。     

铌基合金抗高温氧化研究进展

铌基合金由于其高熔点、低密度和优良的综合机械性能而可能成为替代镍基单晶高温合金的首选材料,但抗高温氧化性能差是制约其应用的关键问题.从合金化、晶粒细化和高温涂层3个方面综述了铌基合金抗高温氧化的防护,并分析了研究中面临的问题.