电弧喷涂铝层的微弧氧化

介绍了在低碳钢表面进行电弧喷涂层，然后采用微弧氧化获得陶瓷膜的方法。分析了不同喷涂工艺参数的电弧喷涂铝层的微弧氧化，观察了复合膜层的断面形貌，进行了X－射线衍射分析，并研究了陶瓷层厚度随电流密度和强度时间的变化情况。     

316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶,浸渍提拉后800℃下真空烧结,在316L奥氏体不锈钢表面制备出无裂纹的Al2O3涂层,研究涂层层数对316L奥氏体不锈钢高温抗氧化性能的影响.通过XRD和DSC对干凝胶粉末进行分析,并使用SEM研究Al2O3涂层表面形貌特征.涂层的高温抗氧化性能则使用氧化称重法来表征,对比有涂层试样和空白试样在高温氧化环境中的增重比.结果表明:制备出的涂层Al2O3颗粒均匀细小,有效阻止了氧化的进程,提拉3次制备的涂层的抗高温氧化效果最佳,在800℃使用的情况下至少延缓氧化时间165 h.     

超音速电弧喷涂3Cr13不锈钢涂层的结构及性能

超音速电弧喷涂时电弧被压缩、被拉长，叶涂速度快，温度高。喷涂丝材端部经电弧加热、溶化后，被高速压缩的空气射流雾化、加速，形成了喷涂粒子束。用光学显微镜和电子扫描显微镜对３Ｃｒ１３涂层的组织结构进行了观察；用电子扫描显微镜对３Ｃｒ１３喷涂颗粒粒度及变形进行了分析；用拉伸试验法对涂层的结合强度进行了测试。结果表明，超音速涂颗粒细小，涂层表面光滑，组织致密，结合强度高。     

纯钛材表面电弧喷涂铝层的高温抗氧化性能及机制

为了提高钛材的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂方法在纯钛材表面制备了铝涂层,并对其进行800℃,64 h的连续氧化,从铝涂层的微观组织变化,探讨了其高温抗氧化机制。结果表明:电弧喷涂铝涂层可以显著提高纯钛材的高温抗氧化性能;在加热过程中,电弧喷涂的铝涂层发生熔化、扩散,形成了以Al3Ti相为主的扩散层,该富铝相提供充足的铝元素,在涂层表面形成连续的Al2O3,从而对纯钛基体提供有效的高温氧化防护作用。     

建筑用316L不锈钢表面树脂固化涂层600℃氧化行为分析

为了提高建筑设备表面涂层的防腐能力,通过实验制得一种经纳米改性处理的有机硅固化涂层,并分析其耐高温氧化特性。研究结果表明:当加入35%以上PU时,经过24 h后全部完成了固化过程,将PU和SM配比设定在30%为最优。SM发生固化通过硅羟基脱水缩合来实现,最终获得相互交联的网型组织。从5 min开始直到210 h发生了少量失重,到达210 h时质量表现为相对平稳的状态,涂层可以对基体组织发挥良好保护效果,显著降低氧化速率。氧化前形成致密涂层结构,并未产生裂纹,将涂层升温到600℃氧化处理后形成了更加粗糙的表面组织。涂层和基体之间形成紧密结合,没有发生剥落。随着氧原子不断扩散到涂层中时,不断与铝粉结合转变为氧化铝,抑制了氧气的扩散过程,从而达到了更强的防护效果。     

高速电弧喷涂铁基涂层的热震和抗高温氧化性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)成功制备了Fe基涂层,研究了涂层高温性能及相应的组织结构.结果表明:涂层的抗热震以及抗高温氧化能力相当好,涂层经650℃和800 ℃ 30次热震后试样表面基本完好;涂层氧化时氧是在层与层之间扩散的,热震试验时出现的裂纹和涂层脱落均是由层间氧化物引起的;Fe基涂层经800℃、200 h氧化后增重约为10 mg/cm2,抗氧化能力较好,甚至优于某些耐热钢如12CrMoV,主要是因为铬元素形成氧化膜抑制了氧向涂层内部的进一步扩散.     

高温下电弧喷涂层中铝铬元素向金属基体界面的扩散

铁基合金电弧喷涂铝或铬涂层可以用于高温氧化防护.铝或铬涂层在加热条件下会发生金属元素向铁合金基体内的扩散,Al和Cr元素的扩散可以显著提高钢铁基体的抗氧化能力和抗高温腐蚀能力.通过对电弧喷涂Al,QAl9-2,0Cr25Al5以及 Fe-Al复合丝涂层在高温加热过程中界面元素的扩散研究,探讨了Al和Cr元素的扩散规律及相互影响.结果表明:铝喷涂层试样高于700 ℃加热可以发生Al元素向工件基体方向的扩散,其扩散深度与原始喷涂层厚度密切相关;电弧喷涂的QAl9-2层和0Cr25Al5层都具有"自结合"性质,可以提高涂层与工件的结合强度;并且在加热过程中也有一定程度的Al元素向基体方向的扩散.     

表面纳米化对316L不锈钢性能的影响

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理(SMAT),研究表面组织变化对其硬度和在0.5 mol/LNaCl介质中腐蚀性能的影响.结果表明:通过SMAT可以在316L不锈钢表面制备出纳米结构层,随着处理时间的增加,表面纳米晶组织逐渐由单一的奥氏体相过渡到奥氏体与马氏体两相共存;表面纳米化和马氏体相变能够明显地提高316L不锈钢的表层硬度,使表面粗糙度略有下降;表面机械研磨处理降低了316L不锈钢在0.5mol/L NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.因为316L不锈钢表面纳米晶组织容易钝化,形成的钝化膜不稳定,提高了溶解速度.     

地下咸水阴离子协同作用对316L不锈钢耐蚀性能的影响

滨海地区地下咸水对地源热泵换热系统中不锈钢材料的腐蚀十分严重.采用动电位极化扫描和电化学阻抗谱等方法研究了模拟咸水中不同阴离子协同作用下316L不锈钢的腐蚀行为.结果表明:随着Cl-浓度的增加,316L不锈钢耐蚀性降低.SO42-与Cl-协同作用时,高浓度的SO42-抑制了Cl-对316L不锈钢表面膜的破坏,增强其耐蚀性,低浓度的SO42-则降低其耐蚀性;而HCO3-与Cl-的协同作用对316L不锈钢耐蚀性影响的规律与之相反.当这3种阴离子共存时,其协同作用加速了316L不锈钢的腐蚀.这为不同地下水环境条件下地源热泵系统的选材提供了参考.     

表面纳米化对316L不锈钢抗点蚀性能的影响

分别对未表面纳米化、表面纳米化和表面纳米化后退火处理的316L不锈钢的样品进行点蚀试验,在3.5%NaCl水溶液中分别测出它们的极化曲线.结果表明,316L不锈钢表面纳米化后抗点蚀性能下降;表面纳米化后经退火处理的316L不锈钢随退火温度的升高和退火时间的延长抗点蚀性能会重新恢复.     

316L不锈钢焊接接头高温低周期疲劳显微结构变化和断裂特征

本研究对316L奥氏体不锈钢母材和焊缝分别进行高温低周疲劳试验,对试样的微观结构和裂纹扩展形貌进行观察,分析母材和焊缝在高温低周疲劳循环应力响应下的位错结构和损伤机制。结果表明,316L奥氏体不锈钢母材在试验过程中由于位错增殖和位错湮灭导致发生循环硬化和循环稳定,在焊缝中由于位错湮灭导致发生循环软化。母材和焊缝在连续低周疲劳试验中裂纹主要以穿晶方式扩展,焊接接头处孔洞的连接是最终导致焊接接头疲劳断裂的主要机制。     

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...     

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。     

Effect of Surface Treatment and Metallic Coating on Corrosion Behavior and Biocompatibility of Surgical 316L Stainless Steel Implant

Surface engineering technology is a suitable method for coatings on the metal surfaces or performing surface modification treatment,which can improve corrosion resistance and biocompatibility of metals.In this research,corrosion behavior of Nb coating on H 2 SO 4 and HNO 3 treated AISI stainless steel 316L (SS) was evaluated.Nb coating was carried out using physical vapor deposition process on the SS.Characterization techniques including scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) technique were used to investigate the microstructure and morphology of the coated and treated SS.Electrochemical potentiodynamic tests were performed in two types of physiological solutions and compared with the pristine SS specimens.Cyclic polarization tests were performed to evaluate resistivity against pitting.Experimental results indicate that Nb coating and surface treatment of the SS had a positive effect on improvement of corrosion behavior.The decrease in corrosion current densities was significant for coated and treated specimens.The corrosion current density was much lower than the values obtained for pristine specimens.     

高温含水气氛对Pt改性NiCoCrAlY合金氧化行为的影响

为了研究Pt改性NiCoCrAlY合金在高温含水气氛中的高温抗氧化行为,进一步理解高温含水气氛对Pt改性涂层表面形貌以及产物的影响,采用电镀方式在NiCoCrAlY合金表层制备了一层1.5μm厚的Pt层,然后对涂层进行热处理。对Pt改性NiCoCrAlY涂层在1 050℃的空气和含水气氛下的高温氧化行为进行对比研究。采用扫描电镜(SEM)观察表面形貌,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱(EDS)分析了涂层的相结构及成分。结果表明:在含水气氛下,Pt改性合金表面生成针状Al_2O_3,基体不同相β-NiAl与γ'-Ni_3Al在含水气氛中表现出不同的Al_2O_3生长速率,从而导致氧化层中生长应力的堆积,导致氧化层的剥落。     

Influence of Gas Temperature on Microstructure and Properties of Cold Spray 304SS Coating

In the present study, 304 stainless steel coatings were deposited on interstitial-free steel substrates by cold gas dynamic spray technology. The effect of gas temperature on microstructure, micro-hardness, cohesive strength, and electrochemical property of the coatings were investigated and compared. The results showed that increasing gas temperature had a great contribution to enhancing the bonding strength between the deposited particles and making the microstructure more density. Therefore, the porosity of the coatings decreased from 6%±0.5% to 2%±0.3%, and the tensile strength of the coatings increased from 56±4 MPa up to 73±3 MPa. In addition, the corrosion resistance of the coatings was also deeply influenced by process gas temperature. The corrosion kinetics of the coatings were affected by both of the plastic deformation of deposited particles and the porosity in the coatings.     

316L纤维尺寸和含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维复合生物材料性能的影响

研究了316L纤维的长度、直径与含量对HA-ZrO_2（CaO）/316L纤维生物复合材料的力学性能的影响规律.结果表明：纤维直径为40μm的复合材料力学性能优于纤维直径为50μm的复合材料;纤维长度为0.8～1.2mm的复合材料力学性能优于纤维长度为2～3mm的复合材料;随着纤维体积分数增大,纤维之间相互接触而导致在复合材料中形成的微孔增多,并成为微裂纹源,导致材料力学性能下降.含20vol%直径为40μm、长度为0.8～1.2mm的316L纤维的HA-ZrO_2（CaO）/316L纤维生物复合材料的综合力学性能最佳,其抗弯强度、杨氏模量、断裂韧性和相对密度分别为140.1MPa、117.8GPa、5.81MPa·m~（1/2）和87.1%.复合材料微观组织随HA粉末和316L纤维成分的变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,316L纤维与HA-ZrO_2（CaO）基体紧紧地咬合在一起,其结合主要靠基体对316L纤维的物理附着力所致.基体中发生微量Fe元素扩散,但在316L纤维中不发生基体Ca、P元素的扩散.含5%316L纤维复合材料表现为脆性断裂,而含10%、20%、40%316L纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L纤维含量的增加而增大.     

硅含量与氧化温度对含Nb高强钢氧化行为的影响

为了更真实地反映工业生产实际工况中硅含量与氧化温度对Nb高强钢氧化行为的影响,设计了4种不同的氧化温度,采用与工业现场类似的加热制度对不同Si含量的含Nb高强钢进行氧化.采用扫描电子显微镜及能谱仪分析了氧化铁皮形貌及确定氧化铁皮各层结构.研究了硅含量及氧化温度对含Nb高强钢氧化行为的综合影响.结果表明:在相同氧气含量及氧化时间下,含Nb高强钢的氧化增重取决于氧化温度及硅含量的综合作用;当加热温度低于1 173℃(硅酸亚铁熔点)时,硅含量增加,氧化铁皮总量减少;当加热温度高于1 173℃时,硅含量增加,氧化铁皮总量增加;当硅含量较高时(1.21％,质量分数),试样的氧化增重曲线主要遵循线性规律.     

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.