NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀行为

采用空气等离子喷涂工艺制备了NiAl/AlBN封严涂层。研究了NiAl/AlBN涂层在5%(质量分数)NaCl溶液中的电偶腐蚀行为。结合极化曲线、开路电位和微观形貌(SEM)观察,对封严涂层的腐蚀机理进行了探讨。通过计算出的平均电偶电流密度,评价了NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀敏感性。结果表明,AlBN涂层的腐蚀电位较NiAl涂层低,两者相差约70mV,电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的AlBN涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,NiAl涂层作为阴极得到保护。NiAl/AlBN涂层的电偶电流密度为3.5331μA/cm2。电偶腐蚀后,电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均降低了,阳极电位从-808mV负移到-883mV,阴极电位从-740mV负移到-800mV;电偶电位为-814mV。随着腐蚀时间的延长,AlBN涂层的防护性能逐渐减弱。     

DZ40M合金表面纳米和垂直裂纹结构热障涂层的抗燃气热腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术在定向凝固DZ40M钴基高温合金表面喷涂NiCrAlY金属粘接层,以纳米7YSZ团聚粉末为原料,分别利用大气等离子喷涂技术在粘接层表面制备了纳米结构和垂直裂纹结构7YSZ涂层,研究了高温合金基体和带涂层的基体在900℃下的燃气热腐蚀性能,分析了合金和涂层的燃气热腐蚀产物和过程。结果表明:两种结构热障涂层均大幅度提高了DZ40M合金的抗燃气热腐蚀性能,可避免基体在高温燃气热腐蚀中产生大量易剥离的腐蚀产物和氧化腐蚀孔洞;两种结构涂层在燃气热腐蚀后仍然保持完整并具有相近的燃气热腐蚀速率,垂直裂纹结构涂层中垂直于基体的贯穿裂纹在提高涂层应变容限的同时,并不会成为腐蚀介质快速渗入的通道。     

Al合金超音速等离子喷涂WC/Co涂层的组织结构

采用超音速等离子喷涂技术制备了WC/Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了表征。结果表明,超音速等离子喷涂层微观组织为多边形WC硬质相分布于Co基体中,未见WC分解现象。在涂层同基体结合界面处,部分区域喷涂粒子嵌入Al合金基体之中。与Al合金基体相比,超音速等离子喷涂层硬度显著提高,达到876HV0.2。     

粘结层中Co与Ni元素含量对热障涂层组织及寿命的影响

高温服役过程中热障涂层的MCrAlY粘结层形成致密的氧化铝层,从而提高了涂层和基体的抗氧化性能。利用等离子喷涂制备的热障涂层,其粘结层中的Co与Ni的含量和界面微观结构是影响氧化的重要因素。通过在Ni基高温合金基体上利用低压等离子喷涂(LPPS)分别制备粘结层为CoNiCrAlY和NiCoCrAlY的热障涂层进行高温循环氧化实验,比较研究了这两种热障涂层在1 050℃下的循环氧化寿命和失效特征。研究表明粘结层表面形貌对氧化物的生长具有重要影响,其中CoNiCrAlY粘结层更易在TGO层中形成尖晶石氧化物,最终无法形成连续的Al_2O_3层,导致涂层失效,而NiCoCrAlY粘结层表现出不同的失效方式。同时,粘结层和基体中Ni、Co等元素在氧化过程中存在强烈的互扩散,Co与Ni含量对两种涂层BC/基体界面处宏观空洞的生长产生了不同影响。     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

致密化处理对冷喷涂NiAl涂层的高温氧化行为的影响

通过机械合金化及冷喷涂在镍基高温合金(IN738)基体上制备Ni/Al复合涂层。在保护气氛Ar中热扩散制备NiAl金属间化合物涂层。为了研究致密化对NiAl涂层的抗氧化性能的影响,对NiAl金属间化合物涂层及经过喷丸工艺和在1080℃下10h的热处理获得的NiAl致密化涂层进行了等温氧化试验。将试样在1020℃下分别进行1h、10h和200h的氧化,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了高温氧化后涂层的组织结构。结果表明,NiAl涂层高温氧化过程中涂层表面氧化膜剥落情况比较严重,1020℃高温氧化10h时有明显的氧化膜剥落现象,但涂层内部氧化随高温氧化的时间变化不大。致密化处理后NiAl涂层没有发生明显的氧化,并表现出了很好的抗氧化性能,在1020℃高温氧化200h后,涂层内部仍然没有发生明显的氧化。     

发动机用GH4169合金NiAl涂层离子镀制备及其高温氧化分析

采用离子镀方法在发动机用GH4169合金表面制备NiAl涂层,并通过实验测试的方式对其组织结构以及抗1100℃高温氧化能力进行分析.研究结果表明:热处理后基体表面形成了约15 μm的NiAl涂层,涂层和基体间形成了致密的界面.经过真空热处理后,在涂层内只剩下β相.在涂层表面产生了连续分布的多边形氧化物,在涂层表面也没有...     

WC-10Co-4Cr涂层在不同温度酸与NaCl溶液中的耐腐蚀性能

为提高1Cr18Ni9Ti不锈钢在NaCl和酸溶液环境中的耐磨损性能,利用等离子喷涂制备两种晶粒WC-10Co-4Cr涂层,研究其在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液与酸溶液(pH=5.0)中的耐腐蚀性能。结果表明:涂层中含有WC,W_2C,W以及η相(Co_xW_xC)。两种涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位均高于1Cr18Ni9Ti基体的腐蚀电位。在不同温度酸溶液(pH=5.0)中,纳米WC-10Co-4Cr涂层的电位差随温度的变化最小。涂层在NaCl和酸溶液中腐蚀机制分别为:WC-10Co-4Cr涂层表面吸附氧粒子与涂层中的Co和WC在3.5%NaCl溶液中形成电偶;在酸溶液中(pH=5.0),涂层中的Co溶解形成Co²⁺离子,和WC相直接形成电偶腐蚀,导致涂层表面出现孤立的WC颗粒。     

冷喷涂制备ZrC改性NiAl粘结层的高温氧化行为

利用机械合金化球磨得到NiAl合金粉末,将其冷喷涂在镍基高温合金(IN738)基体上,之后在保护气氛Ar中经热扩散制备NiAl、NiAl+0.5%ZrC(原子分数,下同)与NiAl+0.07%ZrC三种金属间化合物涂层。为了研究ZrC掺杂NiAl涂层的抗氧化性能,对NiAl及NiAl+ZrC金属间化合物涂层进行了等温氧化试验。将试样在1050℃下分别氧化0.5h、1h、2h、4h、10h、50h、100h和200h,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了高温氧化后涂层的组织结构。结果表明涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律。氧化膜的成分主要是α-Al2O3,NiAl+0.07%ZrC涂层的抗氧化性能优于NiAl+0.5%ZrC涂层。     

电热爆炸喷涂NiAl涂层的热循环氧化行为

电弧喷涂技术具有高速、高温、涂层硬度高、与基体结合良好的优点,可满足现代航空航天业对材料服役温度、密度及性能的要求.采用电热爆炸喷涂法在DZ125高温合金表面制备了NiAl涂层,研究了该涂层在1 050℃下的循环氧化行为,并利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对热循环后的试样进行了分析.结果表明,所制备的NiAl涂层致密、晶粒细小、与基体结合良好;涂层在1 050℃热循环后其表面生成了致密的Al2O3氧化层,能阻止氧向内扩散,减缓内层的氧化速率,从而起到了保护基体的作用.     

等离子喷涂MCrAlY涂层的高温氧化性能

采用大气等离子喷涂(APS)设备制备了两种含有不同氧化物(Cr_2O_3和Al_2O_3)陶瓷成分的MCrAlY (MCrAlY-CrO和MCrAlY-AlO)涂层,并使用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及显微硬度计等仪器设备,分析了涂层的微观形貌、物相组成及硬度,并对两种涂层进行了高温氧化试验。结果表明:大气等离子喷涂得到的两种MCrAlY涂层中含有Cr_2O_3,Ni_3Al,Al_2O_3和部分非晶相,其结构为平行于涂层与基体结合面的层状结构,涂层中含有半熔化颗粒、微裂纹及灰黑色氧化物;在高温氧化试验中,MCrAlY-CrO涂层与MCrAlY-AlO涂层均表现出较好的耐高温氧化性能,这是因为在高温状态下涂层表面分别生成了铬和铝的氧化产物,对涂层起到了保护作用。     

盐雾腐蚀对铜铝/镍石墨封严涂层可磨耗行为的影响

本文通过中性盐雾试验以及电化学分析技术研究了铜铝/镍石墨封严涂层的腐蚀行为和腐蚀机制,中性盐雾腐蚀后铜铝/镍石墨显示出明显的腐蚀迹象,表面形成大量的腐蚀产物。通过对涂层的宏观形貌、显微组织、结合强度等性能进行测试分析,掌握了铜铝/镍石墨封严涂层盐雾腐蚀后的性能衰变特征。利用高速刮擦试验机模拟高压压气机叶片与封严涂层的刮擦行为,研究了喷涂态以及腐蚀态的铜铝/镍石墨封严涂层与高温合金模拟叶片试件的磨损行为。结果表明:在高速刮削条件下,喷涂态以及腐蚀态的铜铝/镍石墨封严涂层与高温合金叶片的磨损机制为涂层剥落和叶片氧化磨损机制。高温合金叶片与腐蚀态的铜铝/镍石墨封严涂层对磨后,涂层表面状态恶化,涂层更容易剥落,叶片磨损情况变化不大。     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层的材料学特征

采用等离子喷涂技术,在钛合金基体表面制备羟基磷灰石涂层．使用ＸＲＤ和ＳＥＭ等测试手段,对获得的涂层进行了表征．结果表明,等离子喷涂过程中,同时发生羟基磷灰石的非晶化与热分解现象．热分解产物为ＣａＯ及α－Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２．非晶化是高温羟基磷灰石液滴急剧冷却的结果．羟基磷灰石材料的热力学不稳定性,是发生热分解的主要原因．等离子喷涂获得具有一定粗糙度的羟基磷灰石涂层．涂层的显微结构中;存在气孔以及微裂纹．它们是等离子喷涂工艺的显微结构特征．羟基磷灰石涂层内部存在着烧结现象．涂层与金属基体之间的热传递性能变差,是导致烧结的主要原因．     

高温镍基单晶合金NiCoCrAlYTa涂层的抗热腐蚀性能

以往,对高温镍基单晶合金上采用低压等离子喷涂制备的NiCoCrAlYTa涂层的热腐蚀性能研究较少.为此,采用低压等离子方法在镍基高温单晶合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,采用涂盐法研究了Na2SO4对试样在1 123 K空气中热腐蚀的影响,同时分析了NiCoCrAlYTa涂层的形貌及结构.结果表明:高温镍基单晶合金遭受了严重的热腐蚀,出现了内硫化和内氧化;NiCoCrAlYTa涂层由于表面生成了致密、保护性的Al2O3膜,以及涂层中Cr和Ta元素的作用而表现出优异的抗热腐蚀性能.结果证实,NiCoCrAlYTa涂层可以很好地提高单晶合金的抗热腐蚀性能.     

P7412陶瓷涂层的制备与腐蚀机理的研究

利用等离子喷涂技术制备NiCr作为粘接层的P7412陶瓷涂层。采用失重法研究了P7412涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率。采用SEM观察涂层腐蚀前后的表面形貌,并用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)技术研究涂层腐蚀过程中的电化学特征。根据陶瓷涂层的特殊结构,建立等效电路图并进行拟合分析,同时结合涂层的失重曲线研究涂层的腐蚀机理。失重曲线显示陶瓷涂层质量在3.5%NaCl溶液中出现周期性增减变化。电化学研究结果表明,基体表面腐蚀钝化膜以及腐蚀产物等都会影响涂层失重。氧化膜的生长与溶解以及腐蚀二次产物的积累共同导致了涂层质量出现增减交替的变化。     

高速电弧喷涂Fe-Cr-B-C-Al涂层的组织结构及其高温腐蚀行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Cr-B-C-Al涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能材料试验机以及硬度计研究了涂层的微观组织结构和力学性能;然后在650℃条件下进行了涂层的高温腐蚀试验,并与20G钢进行了对比,研究了涂层的耐高温腐蚀机理。结果表明:高速电弧喷涂Fe-Cr-B-C-Al涂层呈典型的层状结构,与基体的结合力较强,涂层内氧化物和孔隙较少;在650℃腐蚀100h后,20G钢的腐蚀增重约为涂层的13倍;在高温腐蚀过程中,涂层表面生成了具有保护作用的氧化膜,提高了涂层的耐高温腐蚀性能。     

镁锂合金冷喷铝防护涂层的喷丸强化及耐腐蚀性能

为提高镁锂合金表面冷喷涂纯铝涂层的腐蚀防护性能,在镁锂合金LA43M表面先利用冷喷涂技术制备薄纯铝涂层,再进行喷丸强化处理得到高耐蚀的纯铝涂层.研究了在不同喷丸入口压力下,喷丸撞击基体时动能的变化规律以及单位面积作用喷丸密度对涂层组织形貌的影响.结果 表明:在入口压力为1 MPa、喷丸密度为5.00×103个/cm2的条件下,可获得均匀致密且结合良好的纯铝涂层.喷丸强化后的纯铝涂层具有更高的开路电位、更低的腐蚀电流密度,在中性盐雾试验600 h后,表面未发生腐蚀,说明喷丸强化冷喷涂纯铝涂层能够有效保护基体不被腐蚀.     

MCrAlY涂层抗热腐蚀性能的燃烧台架评定

用燃烧台柴试验法评定了MCrAlY型涂层合金及等离子喷涂MCrAlY涂层的抗热腐蚀性能。MCrAlY型涂层合金的抗蚀性比公认的抗热腐蚀合金K38提高约10倍,K9合金等离子喷涂的CoCrAlY涂层比常用的铝化物(Al-Si)涂层提高约3倍。用X光衍射和电子探针对表层显微组织进行了分析。     

铝合金基材表面耐磨性能强化研究现状

铝合金材料具有密度低、强度高、易加工等优点,已被广泛应用于汽车和航空航天等领域。为了延长铝合金零件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命,目前开发了众多先进的表面工程技术,实现了对铝合金基体的性能强化。基于此,本文综述了等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光重熔、氩弧重熔、冷喷涂、电火花沉积、激光熔覆、微弧氧化等九种表面技术对铝合金处理以强化耐磨性能的研究工作。大量研究发现,这些表面技术均在一定程度上提高了铝合金基体的耐磨性能。例如,等离子喷涂涂层可有效减轻高温条件下基体的磨损;重熔技术制备的涂层比喷涂涂层具有更高硬度和更优异的耐磨性能;采用硬质颗粒的冷喷涂技术制备的涂层具有显著提高的显微硬度;电火花沉积技术制备的沉积层内部均匀分布着高强度枝蔓状的Si相,能够极大地减小基体的摩擦系数。同时,本文总结了以上技术的优缺点及适用范围。例如,热喷涂效率高但易造成热应力集中,导致涂层与基体之间的结合强度降低;氩弧重熔在低熔点和易蒸发的金属和合金上重熔困难;激光重熔可消除大部分孔隙及夹杂的氧化物,但设备成本较高。最后,本文从采用多种技术复合处理、优化涂层工艺参数、加强新技术研发等方面,对未来铝合金基材表面耐...     

发动机用TiAl表面双辉等离子制备W-Mo合金层及其高温氧化行为

目前采用双辉等离子表面合金化技术在TiAl合金表面制备W-Mo涂层的研究不多。通过SEM与XRD等测试手段,研究双辉等离子表面合金化技术在TiAl基体表面制得的W-Mo合金涂层在780℃温度下的氧化行为。研究结果表明:W-Mo改性合金在初期氧化阶段快速氧化增重,经过100 h氧化后,试样增重5.2 mg/cm2,有效改善了TiAl基体的高温抗氧化性能。W-Mo合金涂层对氧气扩散起到阻碍作用,使TiAl基体抗高温氧化性能获得显著提升。氧化处理后合金涂层表面未发生改变,形成了致密、均匀的氧化膜层。TiAl基体经100 h氧化后表面氧化膜主要是一种柱状晶结构,TiAl基体氧化产物包括金红石型TiO2以及刚玉2种成分。