高速电弧喷涂FeAlCr/Ni包Cr3C2涂层高温性能

用高速电弧喷涂技术制备了FeAlCr/Ni包Cr3C2涂层,并对涂层的耐高温冲蚀性能、高温腐蚀性能和高温磨损性能进行了研究.结果表明,与基体比较涂层具有良好的耐高温冲蚀性能,并随温度的升高和冲击角度增大,耐冲蚀性能提高;良好的高温抗腐蚀性能,随温度升高,腐蚀率略有上升;优异的常温耐磨损性能,超过550℃的耐磨损性能高.     

高速电弧喷涂FeAICr／Ni包Cr3C2涂层高温性能

用高速电弧喷涂技术制备了FeAlcr／Ni包Cr3C2涂层，并对涂层的耐高温冲蚀性能、高温腐蚀性能和高温磨损性能进行了研究。结果表明，与基体比较涂层具有良好的耐高温冲蚀性能，并随温度的升高和冲击角度增大，耐冲蚀性能提高；良好的高温抗腐蚀性能，随温度升高，腐蚀率略有上升；优异的常温耐磨损性能，超过550℃的耐磨损性能高。     

Al2O3/TiB2/Al复合材料的微观结构和高温力学性能

以细雾化铝粉和TiB₂颗粒为原料,通过粉末冶金和热轧制制备微米TiB₂和纳米Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料。室温时,由于TiB₂和Al₂O₃的综合强化作用,Al₂O₃/TiB₂/Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为258.7 MPa和279.3 MPa,测试温度升至350℃时,TiB₂颗粒的增强效果显著减弱,原位纳米Al₂O₃颗粒与位错的交互作用使得复合材料的屈服强度和抗拉强度达到98.2MPa和122.5 MPa。经350℃退火1000 h后,由于纳米Al₂O₃对晶界的钉扎作用抑制晶粒长大,强度和硬度未发生显著的降低。     

微晶Ni3Al高温氧化的动力学规律

对比研究了Ｎｉ３Ａｌ微晶处理前后在１０００℃氧气中高温氧化的动力学规律。研究结果表明,微晶化处理后,合金氧化速率显著降低,抗氧化性能大大提高;微晶Ｎｉ３Ａｌ氧化动力学规律与Ｗａｇｎｅｒ高温氧化抛物线规律相比,具有明显的负偏差。由于微晶化后形成的氧化膜是微晶,晶界密度极大增加,短路扩散远远大于晶格扩散,根据多维缺陷对氧化动力学的影响规律,并考虑氧化物晶粒长大动力学,推导出微晶氧化动力学服从四次方规律ｘ４＝ｋｐｔ,实验结果与推导结果符合得非常好。     

Ni3Al基复合材料的组织与性能

通过机械法将ＮｉＡｌ粉、Ｎｉ粉ＷＣ粉混合后烧结，堆焊制备成Ｎｉ３Ａｌ＋ＷＣ复合材料。研究结果表明，该复合材料在堆焊过程中，可促使大部分ＷＣ不溶入熔池而直接以颗粒状分布于Ｎｉ３Ａｌ基体上，在ＷＣ的抗磨特性和基体的抗汽蚀性能联合作用下，使该复合材料具有高的硬度及较好的抗汽蚀和抗水砂磨损的性能。     

Cu/Al2O3(Cr2O3)复合材料的耐磨损性能

研究了不同工艺制备的Cu/Al2O3(Cr2O3)复合材料的耐磨损性能,结果表明:Cu/Al2O3(Cr2O3)复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主.Cu/Al2O3复合材料的耐磨损性能要优于同样条件下制备的Cu/Cr2O3复合材料.当Al或Cr与Cu形成预合金后而进行原位氧化合成的Cu/Al2O3(Cr2O3)复合材料的耐磨性优于当未形成预合金粉末原位氧化合成的Cu/Al2O3(Cr2O3)复合材料的耐磨性.     

自蔓延高温合成Al2O3-TiB2复合材料

用自蔓延高温合成法合成了无杂质相的Al2O3-TiB2复合材料.计算了稀释剂添加量对合成反应绝热温度的影响.用XRD法分析了合成物的物相,用SEM观察了材料形貌.结果表明,随着稀释剂添加量的不同,产物的物相组成不发生变化,但Al2O3会呈现多种形态.     

新型Cr18Ni31Al合金的高温抗氧化性

利用氧化增量法测得新型Cr18Ni31Al合金的不同温度下的高温氧化动力学曲线,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对合金表面高温氧化膜的形貌及组成进行了分析和检测。结果表明,新型Cr18Ni31Al合金的高温氧化动力学曲线为Δm。700 ℃和800 ℃氧化后,氧化膜均由Fe₂O₃和NiCr₂O₄组成;900 ℃氧化后,氧化膜表面有尖晶石结构的Fe(Cr, Al)₂O₄氧化物生成。＝atⁿ     

Ni3Al基金属粉芯焊丝的堆焊工艺性研究

采用非熔化极气体保护焊(TIG)进行熔覆堆焊,研究Ni3Al及Ni3Al+Cr3C2金属间化合物基金属粉芯焊丝在45#钢、304不锈钢、42CrMo合金钢、4Cr14Ni14W2Mo耐热不锈钢基板上的熔覆层组织和性能.结果表明:(1)Ni3Al+Cr3C2熔覆后的平均稀释率(34.55％)低于Ni3Al熔覆后的平均稀释率(42.8％);(2)采用纯Ni3Al金属粉芯焊丝堆焊后的熔覆层主要为单一的γ'-Ni3Al相,采用Ni3Al+Cr3C2时,熔覆层主要由γ'-Ni3Al相MC型及M23C6型碳化物组成;(3)Ni3Al+Cr3C2熔覆层的显微硬度显著高于纯Ni3Al熔覆层;(4)采用Ni3Al、Ni3Al+Cr3C2金属粉芯焊丝在4种实验基板上熔覆,焊道冶金结合良好、润湿良好,堆焊后缺陷少,堆焊层硬度高于母材,能够用于相关材料表面增强熔覆.     

Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯的高温拉伸变形特性

对于Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯,热变形过程中变形局部化的发生会影响其表面质量。从连铸坯的表层及芯部制取小型试样,利用热/力模拟试验机,进行温度950℃～1150℃范围内的拉伸试验。结果发现,随变形温度升高,该钢强度降低而延伸率提高;试样在发生颈缩,即变形局部化之前,要经历均匀变形和扩散颈缩变形,两种变形均使试样变形区获得均匀的宏观变形形貌;而高温拉伸的延伸率主要由扩散颈缩阶段的变形量决定。分析表明,均匀变形阶段主要靠应变强化抑制变形局部化的发生,而扩散颈缩变形阶段应变速率强化起主导作用。随变形温度升高,尤其在温度高于1100℃时,该钢的应变速率强化效应增强,可推迟最终变形局部化的发生,从而获得较大的延伸率。     

Al2O3P/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织和室温耐磨性

采用药芯焊丝法制得Ni-Al-Cr3C2复合焊丝,将该焊丝堆焊于工件表面,在堆焊过程中,利用氩弧物理热和Ni-Al反应热,Ni与Al化合反应生成Ni3Al金属间化合物,Cr3C2则发生分解,除少部分[C]与[Cr]固溶于Ni3Al基体中外,大部分反应重新析出细小的Cr3C2相,均匀地分布于Ni3Al基体中.室温磨粒磨损和微动磨损实验结果表明,Cr3C2/Ni3Al复合材料的耐磨性为Stellite12合金的2倍左右,较高的硬度、高的碳化物体积分数以及碳化物与Ni3Al基体间良好的界面结合力是Cr3C2/Ni3Al复合材料耐磨性优良的主要原因.     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层的组织与性能

用高速火焰喷涂法在20钢上制备Fe-Al／Cr3C2复合涂层。利用配有能谱仪的扫描电镜分析涂层表面形貌和所含元素,利用X射线衍射仪分析涂层的相组成,并测试了涂层的结合强度、显微硬度、孔隙率等性能。结果表明,高速火焰喷涂Fe-Al／Cr3C2复合涂层中主要包括Fe、Al以及FeAl、Fe3Al、Cr3C2相,Cr3C2增强相呈点状均匀分布涂层中;涂层具有较高的结合强度、硬度和较低的孔隙率。     

Ni/Al2O3复合镀层中Al2O3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。     

高速火焰喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层抗高温腐蚀性能研究

利用高速火焰喷涂方法,选用自主研发的Fe-Al/Cr3C2喷涂粉材,在20钢基体上制备Fe-Al/Cr3C2复合涂层。研究了复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能。采用SEM,XRD,EDS等先进测试手段分析了复合涂层的抗高温腐蚀机理。结果表明：Fe-Al/Cr3C2复合涂层在650℃的抗高温腐蚀性能明显优于基体20钢,并且优于Fe-Al涂层,其腐蚀动力学曲线呈抛物线变化;复合涂层经腐蚀后,内层生成的致密Al2O3及Cr2O3阻止了高温腐蚀的进一步深入。现场应用表明,Fe-Al/Cr3C2复合涂层具有广泛的应用前景。     

纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的制备及性能研究

目的制备纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层并对比分析结合强度、显微硬度、孔隙率,为利用热喷涂技术治理易损部件提供有效手段。方法运用自主研发的造粒系统,成功对高活性的纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂粉体实施团聚造粒。使用高速火焰喷涂方法,在结构材料表面制备出了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层。测试了纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的基本性能,包括结合强度、显微硬度、孔隙率。结果纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合喷涂材料的粒径由原始的50 nm团聚到最终的114~178μm,团聚后的纳米颗粒呈圆形或椭圆形,各成分比例保持原始比例,团聚颗粒内部仍然保持纳米粉体状态。纳米Fe-Al/Cr_3C_2表面及截面元素分布均匀、致密,纳米涂层的孔隙率、硬度和结合强度分别是微米涂层的0.25倍、1.39倍和2.43倍。结论团聚后的纳米Fe-Al/Cr_3C_2颗粒满足热喷涂材料的相关要求,纳米Fe-Al/Cr_3C_2比微米涂层具有更精细的涂层结构和更优异的基本性能。     

Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺研究

采用正交设计法对Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺进行了优化。研究了镀液成分，工艺参数对复合镀层厚度，显微硬度，耐蚀性，耐磨性的影响，结果表明，Ni-P/Al2O3化学复合镀层的显微硬度，耐磨性优于Ni-P化学镀层的，弥散分布的Al2O3颗粒能显著减缓复合镀层在较高温度下的软化趋势。     

载荷和温度对Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的影响

目的研究不同载荷、不同温度下Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性,为不同工况条件下应用该涂层实施抗摩擦磨损治理提供理论依据。方法采用THT07-135高温摩擦磨损试验机对Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的摩擦磨损特性进行测试,载荷分别选用3、5、7 N,温度选择25、300、450、550、600℃,利用配有EDAX能谱仪的扫描电镜观察涂层磨痕表面形貌并进行元素分析,利用透射电镜对涂层的精细结构进行分析。结果同一温度下,涂层的摩擦因数随着载荷的增加而降低,磨损量随着载荷的增加而升高,载荷对磨损量的影响随温度的增加逐渐降低。载荷一定时,涂层的摩擦因数先增加后逐渐降低,450℃时涂层的摩擦因数最高;涂层的磨损量整体呈下降的趋势,450℃时涂层的磨损量最大。温度较低时,涂层磨损主要以脆性断裂的剥层磨损为主;温度升高至450℃,涂层磨损主要是脆性断裂、塑性变形以及少量粘着磨损;550℃以上时,涂层磨损主要是粘着磨损、塑性变形磨损。结论 Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层具有较好的抗高温摩擦磨损性能,氧化物的增加以及铁铝金属间化合物高温时,B3相与D03相之间的转变提高了涂层的抗高温摩擦磨损性能。     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。