不锈钢表面等离子喷涂热障涂层高温氧化性能的研究

利用等离子喷涂技术在不锈钢表面喷涂，由底层（NiCrAl）和面层（ZrO2＋Y2O3）组成的梯度涂层。用SEM和XRD方法表征了梯度涂层的显微组织和相结构。对喷涂后试样在800℃进行了高温氧化试验，给出了氧化动力学曲线。结果表明不锈钢表面等离子喷涂NiCrAl＋（ZrO2＋Y2O3）梯度涂层的厚度约为530μm。不锈钢表面喷涂梯度涂层后，提高了高温抗氧化的性能，降低了氧化速率，喷涂后的氧化膜致密，对继续氧化有阻碍作用。     

TiAl合金表面等离子喷涂双层涂层组织与性能的研究

用等离子喷涂法在TiAl合金基体表面喷涂得到由CoNiCrAlY粘结层和ZrO2 Y2O2陶瓷外层组成的双层结构的热障涂层，进行了高温氧化试验并用SEM和光学显微镜观察分析了涂层的组织及形貌。结果表明：粘结层厚度为60μm，陶瓷外层厚度为250μm。喷涂后试样高温抗氧化能力提高。     

ZrO2热障涂层耐高温冲刷性能研究

采用等离子喷涂工艺制备了NiCoCrAlY／ZrO2热障涂层，利用超音速火焰喷涂（HVOF）ZrO2粒子高速冲刷涂层表面，考察ZrO2热障涂层的耐高温冲刷性能。结果表明，等离子喷涂NiCoCrAlY／ZrO2热障涂层具有较好的耐高温冲刷性能，经高温高速粒子冲刷20s后，涂层与基体结合良好，涂层完整，未出现大面积的剥落。等离子喷涂ZrO2热障涂层高温冲刷的主要磨损机理为脉动冲击作用造成的裂纹扩展、涂层颗粒变形磨损和微切削。涂层的耐高温冲刷性能主要取决于涂层的硬度。     

等离子涂层热震过程中显微组织及热震性能研究

用等离子喷涂法制备了ZrO2陶瓷与NiCrAl金属涂层，采用扫描电镜(SEM)和能谱成分分析技术，对涂层热震过程中的显微组织变化和抗热震性能进行了研究。     

石墨相尺寸与分布对镍-石墨可磨耗封严涂层摩擦学性能影响

本文采用普通等离子喷涂(APS)与高效能超音速等离子喷涂(SAPS)两种工艺在2Cr13基体上制备75wt.%Ni+25wt.%石墨(Ni-C)可磨耗封严涂层,对涂层的摩擦学性能进行评价。结果表明:APS Ni-C涂层中石墨相的平均长度与宽度分别为11.4μm和5.4μm,而SAPS Ni-C涂层则分别为10.1μm和4.6μm,且分布更为均匀。石墨相尺寸对涂层性能具有显著的影响作用,表现为细小的石墨相更利于在涂层表面形成石墨润滑膜,使得SAPS涂层在60N载荷下与1Cr18Ni9Ti对磨90min过程中平均摩擦因数与APS涂层相比下降约28%,对磨材料1Cr18Ni9Ti单位时间磨损率降低了57%。     

等离子喷涂ZrO2-8%Y2O3热障涂层的组织与性能研究

采用超音速火焰喷涂粘结层、大气等离子喷涂陶瓷层制备了双层结构的热障涂层。利用扫描电镜对热障涂层进行了微观组织结构分析,主要对涂层的热导率及隔热性能进行了试验研究。结果表明：陶瓷层与粘结层、粘结层与基体的结合良好;陶瓷涂层在1100℃下的热导率为0.99W/（m·K）;在测试温度为1100℃、冷气流量为4m3/h的条件下,隔热效果可达到155℃。     

ZrO_2陶瓷在H_2O_2介质中的摩擦学性能研究

在MMW-1立式万能摩擦磨损试验机上对ZrO2陶瓷球与1Cr18Ni9Ti不锈钢环在不同体积分数的H2O2介质中的摩擦磨损行为进行研究,并通过激光干涉表面形貌测量仪考察球试样与环试样的磨损表面形貌,对比分析摩擦因数、磨损量、摩擦副的磨损表面形貌的变化规律。结果表明,在不同体积分数的H2O2介质中,ZrO2/1Cr18Ni9Ti摩擦配副的摩擦学性能存在着明显差异;低浓度H2O2溶液在磨损过程中对不锈钢材料具有类似抛光打磨的过程,导致腐蚀磨损表面较为光滑;一定浓度的H2O2介质能有效地起到改善摩擦磨损特性的作用。     

等离子喷涂8YSZ热障涂层隔热效果及内应力演变有限元模拟

采用等离子喷涂法制备质量分数8%氧化钇稳定氧化锆(8YSZ)热障涂层，并进行隔热和热震循环试验；构建简易有限元模型对热障涂层的隔热性能和热震循环中的内应力演变进行模拟，并对破坏机理进行分析。结果表明：模拟得到热障涂层的隔热温度在167.60～262.22℃,隔热效果良好，与试验结果的相对误差在10%以内；热障涂层的隔热效果随厚度增加而增强；热震循环产生的应力在涂层的界面边缘处集中，与试验得到的在涂层边缘处出现裂纹和脱落并逐渐延伸至中心的失效方式相吻合；随涂层厚度增加，热震循环升温和降温后的应力增大。     

陶瓷增强相对金属-陶瓷复合涂层的影响

对电弧喷涂几种不同陶瓷增强相的Fe复合涂层的特点和性能进行了研究，在20钢基体上喷涂含陶瓷TiB2／Al2O3，TiB2-Cr3C2，TiB2，Cr3C2及TiB2-Cr3C2-Al2O3的管状喷涂丝材，采用光学显微镜和XRD对涂层的微观特性进行分析，结果表明，涂层中含有TiB2，Al2O3，Cr3C2，Cr3O2等陶瓷相。通过对涂层常规性能测试表明，含TiB2／Al2O3和Cr3C2的涂层孔隙率较低、结合强度高、并具有优良的耐磨性及抗热震性能。     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

脉冲电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合镀层工艺

研究了RE-Ni-W-P-SiC复合镀层的脉冲电沉积工艺。结果表明：RE-Ni-W-P-SiC镀层的脉冲电沉积速率比直流电沉积大，脉冲镀层的耐蚀性和硬度都优于直流镀层，耐蚀性优于1Crl8Ni9Ti不锈钢；脉冲频率和占空比对镀层的沉积速率、镀层成分以及镀层的性能都有很大影响。脉冲镀层比直流镀层的结晶更细密，表面更光滑平整。稀土的加入有利于细化晶粒。     

离子束增强沉积Si3N4膜的显微组织结构分析

本文使用TEM、SEM和χ射线物相分析等方法,分析研究了在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面离子束增强沉积Si3N4膜的显微组织结构。研究表明,Si3N4膜为非晶态,膜内还存在少量弥散分布的晶态Si3N4相。对Si3N4的形貌、Si3N4/1Cr18Ni9Ti界面以及影响因素作了定性的分析讨论。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢封头失效分析

通过化学成分、金相、弯曲、断口及能谱分析等手段 ,对某 1Cr18Ni9Ti制容器上封头开裂失效的原因进行了分析 ,分析结果表明 ,封头开裂属于氯离子引起的应力腐蚀开裂 (ClSCC) ,并提出了相应的改进措施 ,预防失效事故发生     

Study on tribological properties of Al2O3 ceramics/1Cr18Ni9Ti stainless steel rubbing pairs in H2O2 solutions

The tribological properties of (Al₂O₃) ceramics/1Cr18Ni9Ti stainless steel rubbing pairs were investigated using a MMW‐1 tribo‐tester under pure water and different concentrations of hydrogen peroxide (H₂O₂) solutions. A comparison analysis of the friction coefficient, wear mass loss and worn surface topographies was conducted. The wear mass loss of the 1Cr18Ni9Ti stainless steel ring sample in all H₂O₂ solutions was greater than that in pure water. The wear mass loss was the highest in 70% H₂O₂ solution. The comprehensive analysis showed that the main wear mechanisms between the Al₂O₃ ceramics/1Cr18Ni9Ti stainless steel rubbing pairs were severe adhesive, abrasive and ploughing wear in the H₂O₂ solutions. It is believed that the knowledge gained in this study will provide the theoretical data and guide for the optimisation of the rubbing pairs in the H₂O₂ solutions to be used for the lubrication of some moving parts in the propulsion system of the launch vehicle. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

加工方法和材料种类对空蚀结果的影响

利用旋转圆盘空蚀试验装置,以流动的自来水为介质,对铣削和抛光加工的1Cr18Ni9Ti、40Cr、45#钢3种钢材料,进行了累计5min、20min和1h的空蚀试验,利用扫描电子显微镜对试验后试样的表面形貌进行原位观察。结果表明同种材料,铣削和抛光的试样蚀坑形态不同;同种加工方法,1Cr18Ni9Ti最难发生空蚀,40Cr的空蚀现象明显,45#钢发生了严重的空蚀破坏。结果显示不同加工方法影响了试样表面微形貌和显微组织,从而得到形态不同的空蚀坑;材料种类对空蚀破坏程度有显著影响,硬度和润湿性可能是重要影响因素。     

DLC多层膜对1Cr1 8Ni9Ti钢微动磨损性能的影响

用非平衡磁控溅射与等离子体源离子注入（PSII）的混合技术，研究了类金刚石碳（DLC）多层膜对1Cr18Ni9Ti钢微动磨损性能的影响。结果表明：注入N后，改性层内形成了CrN和Fe3N等氮化物相；PSII技术能够提高1Cr18Ni9Ti钢基体的微动磨损性能；试验所制备的DLC多层膜比N注入层具有更好的微动磨损性能。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的喷丸表面纳米化及其对耐蚀性的影响

用X射线衍射仪和透射电镜对1Cr18Ni9Ti不锈钢高能喷丸处理试样表面形成的纳米晶组织进行了表征。用阳极动电位极化曲线测定和点蚀试验研究了喷丸表面纳米化对1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性的影响,并借助扫描电镜对点蚀试样表面形貌进行了表征。结果表明,喷丸导致试样表面层形成平均尺寸约18 nm的纳米晶组织,即实现了表面纳米化,并产生了体积分数约15%的形变诱发α马氏体。随距喷丸表面深度增大晶粒尺寸逐渐增大,α马氏体的体积分数逐渐减小。喷丸表面纳米化可以明显改善1Cr18Ni9Ti不锈钢样品在3.5%NaCl溶液中的动电位极化特性。与原始粗晶试样相比,喷丸表面纳米化试样更容易形成稳定的腐蚀钝化膜,其抗氯离子腐蚀性能显著提高。     

低频率下波纹管膨胀节腐蚀疲劳行为模拟

针对供热管道波纹管膨胀节在设计使用期限内发生泄漏的实际问题,在低频率下对波纹管膨胀节的腐蚀疲劳行为进行模拟,用宏观、微观的方法分析研究了发生开裂泄漏的波纹管和模拟试验中波纹管的各种特征,得出了如下结论：波纹管实际腐蚀破坏中存在着腐蚀疲劳失效。经过研究表明,该波纹管有一定的耐腐蚀疲劳性能,检测未发生泄漏的波纹管可以继续使用。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带的铸态组织特征研究

通过双辊薄带连铸试验和组织成分分析,对1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带的铸态组织特征进行了研究。结果表明：1Cr18Ni9Ti不锈钢双辊薄带的铸态组织和传统薄板坯没有本质区别,但薄带坯组织较为细密,柱状晶区呈不严格的对称分布;一次枝晶和二次枝晶间距小,并且均随离薄带表面距离的增加而增大;柱状枝晶的生长比较紊乱,没有严格的方向性;在薄带厚度方向上元素铬和镍没有明显的成分偏析。     

1Cr18Ni9Ti平面铣削中倒棱结构对切削性能影响的试验研究

以1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢为工件材料,在切削力、刀具寿命、加工质量及切屑形貌等方面对三种具有不同负倒棱结构刀片的切削性能进行综合评估,并基于1Cr18Ni9Ti的平面铣削加工机理,研究倒棱结构对加工过程的影响规律,旨在为刀具的开发和应用提供参考依据.结果表明,合理的倒棱结构可使刀片保持合适的强度以延长刀具寿命,...