La_2O_3改性渗铝涂层的抗高温氧化性能研究

以K417G为基体,预置La2O3-Ni复合电镀层,采用粉末包埋法进行渗铝,且在恒温条件下对渗铝试样进行高温氧化试验,重点研究了稀土La对渗铝涂层的表面改性和作用机理。分析发现,稀土元素La对渗铝过程有促进作用,并且使得渗层组织细小均匀,表面质量好;高温氧化过程中,渗铝层的外表面形成了致密的氧化膜,降低了氧化增重速率,使涂层具有较好的抗高温氧化性能。     

高温合金渗铝涂层抗高温氧化性能的研究

采用固体粉末包埋渗铝法，在K438高温合金表面制备渗铝涂层。对渗铝试样做了1000℃、500h高温氧化实验。实验结果表明：在氧化过程中，K438高温合金表面的涂层已转变成连续致密的α—Al2O3氧化膜、富Al的β-NiAl和富Ni的β—NiAl化合物层，氧化膜与基体合金粘附良好，在高温氧化过程中无明显剥落现象。随着氧化时间的增加，β相分解较慢，到500h时涂层仍具有良好的抗高温氧化性能。     

模拟高温海洋环境中铝化物/搪瓷复合涂层腐蚀行为研究

对镍基高温合金GH4169基体先采用包埋渗铝工艺制备铝化物涂层,随后在渗铝涂层表面喷烧搪瓷涂层,得到了渗铝+搪瓷复合涂层.该涂层外层由搪瓷涂层组成,厚度约为40 μm;中间层为渗铝涂层,厚度约20μm,主要为Ni2Al3相,搪瓷涂层和渗铝涂层结合良好;内层为互扩散区,厚度约为3μm.分别考察了搪瓷+渗铝复合涂层、渗铝涂...     

包埋法Co-Cr-Y改性高温合金GH586渗铝涂层高温氧化行为

通过粉末包埋法运用Co-Cr-Y对高温合金GH586渗铝涂层进行改性,并进行了高温氧化行为的研究。研究结果表明：经Co-Cr-Y改性后的渗铝涂层在1000 °C氧化100h后,其平均增重为0.36毫克/平方厘米,远远低于基体的增重量。经X射线衍射分析,涂层的主要物相为NiAl,在1000 °C氧化过程中生成了连续而致密的氧化膜,主要包含 Al2O3, Cr2O3和 CoCr2O4。通过扫描电镜观察涂层表面和截面的形貌,可以涂层比基体展现出了更为优秀的氧化性能。另外发现,氧化过程中的富Cr（W）在晶界上聚集,有利于为涂层生成连续而致密的氧化膜不断提供Cr元素,从而提高涂层高温氧化性能。     

熔盐电解共渗铝硅及渗层的抗高温腐蚀性能

在渗铝涂层中加入少量硅可进一步提高涂层的抗高温氧化和热腐蚀性能。本文作者采用一种新的方法—高温熔盐电解法,在熔融氯化物盐浴中进行电解共渗铝硅,在铁和铁—铬合金上获得了渗铝硅涂层。 用氯化物作为电解质主要优点是无毒和价廉。高温熔盐电解渗铝硅可获得表面光洁、厚度均匀、与基体结合良好的致密渗层。通过控制电解温度、时间和电流密度可容易地控制渗层厚度,所得到的渗层不需随后热处理。 1000℃氧化试验和900℃热腐蚀(盐膜法)结果表明渗铝硅涂层比单纯渗铝涂层具有更好的保护性能。     

几种高温合金及其渗铝涂层的抗氧化性能研究

用Ｘ４０Ｔ３合金作对比，着重研究了低偏极合金Ｍ４１及其气相渗铝涂层的高温氧化性能。结果表明，９００℃下Ｍ４１Ｔ３合金的氧化增重近似，都比渗铝涂层的小，氧化膜均无明显剥落。１０５０℃下Ｍ４１合金的氧化增重小于Ｋ３合金，其氧化膜剥落较轻，但Ｋ３合金的氧化膜剥落严重，两合金的氧化增重大于渗铝涂层。渗铝涂层的氧化寿命在９００℃下较长，１０５０℃下则在大缩短。Ｋ４１合金形成Ａｌ２Ｏ３内氧化层，随温度的升高和     

镍基高温合金渗Al-Si涂层抗高温氧化性能研究

用料浆法在DZ4镍基高温合金表面“二次”制备Al-Si涂层，依据GB／T13303-91对DZ4合金料浆渗铝硅试样进行1100℃×300h抗高温氧化实验。为便于比较，DZ4裸合金也进行了同炉氧化实验。用SEM、XRD对氧化后的表面及截面形貌、相组成进行了分析。结果表明，DZ4合金渗Al-Si涂层的氧化动力学曲线基本遵循抛物线规律，其抗氧化性能优于DZ4裸合金。     

渗铝时间对PtAl涂层高温抗氧化行为的影响

以镍基高温合金GH586为基体材料,采用电镀Pt和固体粉末包埋渗铝的方法在其表面制备PtAl涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同渗铝时间下PtAl涂层的高温氧化过程中各阶段的物相结构及微观组织变化进行表征及分析。研究表明,在高温氧化过程中,随着渗铝时间的增加,涂层中β-NiAl相转变为γ'-Ni_3Al相的几率越小,迅速生成Al_2O_3膜的时间越短,形成起扩散障作用的Cr、W等元素富集区的厚度越大,从而大大提高了镍基合金的抗氧化性。渗铝3 h的PtAl涂层具有最优的抗氧化性能,其氧化速率常数k_(3h)=1.17×10~(-6)。     

K4104合金渗Al涂层抗高温氧化性能研究

采用料浆法在K4104合金表面进行热扩散渗铝,经1000℃×200h高温氧化性试验,用扫描电镜观察氧化后涂层的表面形貌。结果表明,渗Al涂层在氧化过程中已转变成连续致密的-αAl2O3氧化层和富铝的-βNiAl化合物层,使基体合金得到有效地保护,渗Al涂层具有良好的抗高温氧化性能。     

后处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化性能的影响

用多弧离子镀在镍基高温合金K417G上制备了NiCoCrAlY涂层,对涂层进行了1050℃真空退火4小时、粉末包覆渗铝、1100℃下预氧化1小时等后续预处理;研究了涂层在1000℃下的高温氧化行为.结果表明：真空退火处理使涂层组织更致密,涂层形成β+σ+γ/γ′多相平衡组织,轻微降低了涂层退化倾向;渗铝处理基本消除了涂层内孔洞,降低了表面粗糙度,使涂层表面Al含量大幅增加,形成β相/扩散过渡层/β+σ+γ/γ′三层结构,并延长了涂层的寿命;1100℃短时间预氧化使涂层表面形成了α-Al2O3薄层,阻碍了亚稳态氧化铝膜的形成,从而进一步提高了涂层的抗氧化性能,延迟了涂层退化.     

飞机APU涡轮导向叶片高温防护涂层失效模式分析

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等分析了国内某型在役APU涡轮导向叶片的结构特征与热防护机理,研究了叶片失效件中高温防护涂层的厚度变化与失效模式。结果表明:飞机APU导向叶片中存在渗铝涂层+MCrAlY涂层与单一渗铝涂层2种不同的涂层结构;APU导向叶片失效件的MCrAlY涂层厚度从叶片尾缘—叶盆—前缘区域呈先增大后减小的趋势;受叶片构型影响,叶片尾缘区域涂层的氧化程度较严重,而叶盆区域越靠近前缘的位置涂层氧化损伤程度越低,但叶片前缘区域由于受CMAS腐蚀与高温氧化的耦合作用使得该区域涂层损伤最为严重。     

渗铝涂层对Ni3Al—Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氩气环境下对渗铝涂层进行扩散处理。利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在。等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的Ｎｉ     

铂铝高温抗氧化涂层的制备及性能研究

采用电镀铂加包埋渗铝的方法在镍基高温合金(GH586)上制备了铂铝(Pt-Al)涂层。采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等手段研究了Pt-Al涂层的结构和高温抗氧化性能。950℃氧化100 h结果表明,Pt-Al涂层具有优良的抗高温氧化性能,氧化后涂层最表面为NiPt,次表层为氧化层。同时,对基体中的添加元素如Mo、W、Ti等元素在氧化过程中的扩散进行了分析。     

高温气冷堆燃料元件基体石墨的SiC/SiO2抗氧化涂层研究

提高高温气冷堆用石墨的抗氧化性能对改进高温气冷堆的安全性具有重要意义.通过热力学分析确认了SiC/SiO2,复合涂层在高温气冷堆正常服役条件和事故条件下均能保证其长期热稳定性.结合气相反应扩散法、泥浆浸渗法和高温氧化法,在高温气冷堆燃料元件基体石墨表面制备出SiC/SiO2复合涂层;对涂覆SiC/SiO2复合涂层的高温气冷堆燃料元件基体石墨在各种氧化条件下的氧化行为进行了分析.结果表明在高温气冷堆用石墨可能遇到的多种氧化条件下,SiC/SiO2复合涂层均能够保持长期稳定并显著改善基体石墨的抗氧化性能.     

Pd-Ni-Al涂层的抗高温循环氧化性能

在IN738镍基高温合金上，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层。利用TGA、XRD、SEM以及金相等方法，研究了Pd-Ni-Al涂层在1050℃的高温氧化行为。结果表明：与NiAl涂层相比，Pd-Ni-Al涂层表面氧化膜粘附性优良，改性涂层的退化相γ'远少于普通NiAl涂层，显示出优良的高温稳定性。添加改性元素Pd，提高了铝化物涂层的抗循环氧化性能。     

K38G合金表面铬铝涂层的抗高温氧化性能

为提高镍基高温合金抗高温氧化性能,采用两步法制备了内扩散型铬铝涂层与单一渗铝涂层。当保温时间9 h、渗铬温度为1080℃、渗铬剂配比为:Cr粉含量为30%、NH4Cl含量为1%、Al2O3含量为69%;渗铝保温时间15 h、温度为750℃、渗铝剂配比为:Al粉含量为10%、NH4Cl含量为1.5%、Al2O3含量为88.5%;热处理保温时间为15 h、温度为800℃时可以得到期望的内扩散型β-NiAl和γ'-NiAl相,涂层组织均匀致密,可显著提高镍基高温合金基体在1100℃的抗高温氧化性能。     

渗铝涂层对Ni_3Al－Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氮气环境下对渗铝涂层进行扩散处理．利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在．等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的ＮｉＭｏＯ４相的多晶型转变，显著改变了合金的抗循环氧化能力；涂层经１０００℃、３００ｈ等温氧化及１０００℃、１００ｈ循环氧化后，未出现β－ＮｉＡｌ相的分解，可认为涂层具有较强的保护作用。     

稀土CeCl3对耐热钢Ni2Al3/Ni复合涂层抗氧化性的影响

本文采用电镀镍、低温包埋渗铝在P92铁素体耐热钢表面制备不同稀土Ce含量的Ni-Al化合物复合涂层,并对复合涂层进行650 ℃×132 h的抗氧化实验。利用OM、SEM、EDS、XRD,分析涂层氧化前后的截面微观形貌,化学元素分布及物相变化规律。结果表明：涂层的氧化动力学曲线均符合抛物线规律。不含Ce的复合涂层平均氧化速率为0.4412×10-6 g/cm2/s,渗铝剂中加入2%CeCl3的涂层抗氧化性明显增强,平均氧化速率为0.2957×10-6 g/cm2/s,而加入过量CeCl3（4%、6%）则会在氧化过程中产生更多的孔洞,恶化了涂层的高温抗氧化性能,氧化速率相对加入2 % CeCl3的涂层有所升高。另外涂层中加入Ce元素增加了氧化膜的粘附性,对Al元素的向内扩散具有抑制作用。     

紫铜表面渗铝层的高温抗氧化性能

采用粉末包装法在紫铜表面渗铝.研究了紫铜和渗铝后的紫铜在空气中的高温氧化行为.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察、分析了氧化膜的微观形貌和相组成,并讨论其氧化机理.结果表明:紫铜渗铝后不仅提高了高温抗氧化性能,而且氧化行为及其氧化层的结构也发生了变化.未渗铝的紫铜试样700℃氧化100 h后相组成为Cu2O和CuO,而渗铝后试样表面优先形成Al2O3氧化膜.氧化动力学曲线为抛物线型.     

简单/改性铝化物涂层的研究现状

航空发动机各部件高温结构材料在苛刻环境下服役时,会遭受严重的高温氧化和热腐蚀.在合金表面施加铝化物涂层后,高温下表面能够生成一层致密且生长缓慢的Al2O3氧化膜,从而隔绝腐蚀介质,以防止合金被快速氧化腐蚀.概述了铝化物涂层的优点,包括制备简单、成本低廉.重点综述了以Ni、Fe、Ti/TiAl为合金基体的铝化物涂层微观结构.涂层的微观结构主要由渗铝工艺、基材成分及后处理工艺等因素决定,渗铝工艺包括渗剂成分、渗铝温度和渗铝时间.在高温下渗铝,Al的活度较低,涂层主要以基体元素向外扩散形成外扩散型涂层为主;在低温下渗铝,Al的活度较高,涂层主要以Al向内扩散形成内扩散型涂层为主.还归纳了不同渗铝涂层在干燥空气和水蒸气环境中的高温氧化行为,阐述了水蒸气对铝化物涂层高温氧化行为的影响,比较了Ni-Al系和Fe-Al系涂层的抗高温氧化性能.同时介绍了Cr-Al、Si-Al和Pt-Al 3种改性铝化物涂层的研究进展,包括制备方法、微观结构及抗高温氧化和腐蚀性能.最后,展望并总结了高温防护涂层的发展趋势.