等离子喷涂准晶热障涂层研究

采用等离子喷涂法制备了AlCuCoSi准晶涂层,并对其进行了结合强度、抗热冲击性能及热扩散率的测试,通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了涂层截面的形貌和结构。结果表明,采用等离子喷涂可以得到具有十面体准晶相的AlCuCoSi准晶涂层,其结合强度可达30MPa;经过100次400℃至室温的水淬热冲击后,涂层未脱落,具有良好的抗热冲击性能;喷涂后没有杂相生成;在600℃时,涂层的热扩散系数仍很低,可以作为热障涂层使用。     

等离子喷涂AlCuCoSi准晶热障涂层性能研究

应用Al63Cu17.5Co17.5Si2准晶粉末,采用大气等离子喷涂工艺在ZL109基体上制备了涂层,并对涂层的热导率、抗热冲击性能及热稳定性进行了测量。结果表明:涂层具有十面体准晶结构;在200℃、400℃、600℃下涂层热导率分别为4.46W/(m·K)、5.2W/(m·K)和5.67W/(m·K),与传统ZrO2热障涂层接近;经过100次400℃到室温水淬热冲击后,涂层无任何剥落现象,且涂层中没有裂纹存在;涂层在350℃下经过350小时保温处理,其成分和相结构基本不发生变化,但涂层存在致密化倾向,孔隙率由喷涂态的18.0%降低至7.5%,此外,在基体与界面之间出现了轻微的扩散现象。因此,Al63Cu17.5Co17.5Si2准晶涂层具有良好的抗热冲击性能和热稳定性,可以作为热障涂层使用。     

Al63Cu25Fe12合金中准晶的相变研究

本文应用X-射线衍射、扫描电镜,金相及显微硬度测试等方法研究了常规铸造和快速凝固Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)合金在退火时的相变和硬度变化规律.结果表明:在610℃～730℃退火是得到纯准晶材料的最佳温度范围;该合金的硬度-时间关系曲线存在一个峰值.     

铸造法制备Al63Cu25Fe12准晶

通过常规铸造法制备了Al63Cu25Fe12准晶合金,并对其热处理工艺进行了初步探索,采用显微镜和扫描电镜观察了金相组织,采用XRD衍射分析了其中的准晶相及类似晶体相。研究结果表明,铸造法制备的AlCuFe准晶材料中主要由二十面体I相、立方结构β相和单斜结构入相3种物相组成。常熔铸制备的Al63Cu25Fe12准晶合金在接近I相熔点长时间退火,可以显著提高I相的含量。     

等离子喷涂FeCrMoSnPBSiC非晶合金涂层的结构和性能

 将软磁非晶合金FeCrMoSnPBSiC粉末作为喷涂材料,用大气等离子喷涂法在Q235钢板表面制备非晶态合金涂层。结果表明,该非晶态合金涂层组织致密均匀,具有较高的硬度,平均显微硬度为HV01 644,涂层与基材结合强度超过25 MPa,而且涂层具有较高的热稳定性和较好的耐腐蚀性能,起始晶化温度约516 ℃,在5%NaCl溶液中具有钝化作用。     

细晶Al—MCrAlX复合涂层的制取方法和组织细化的理论分析

ＭＣｒＡｌＸ涂层是一种性能优良的高温合金保护涂层，目前常用磁控溅射的方法获得。然而这类涂层内出现尺寸粗大的锥状鼓胞，致命涂层性能下降。采用Ａｌ－ＭＣｒＡｌＸ复合涂层的方法可以减少甚至消除大尺寸锥胞。本文介绍了一种获得Ａｌ－ＭＣｒＡｌＸ复合涂层的工艺方法，然后运用成膜理论分析了复合涂层组织改善的原因：①Ａｌ的溅射产额大，Ａｌ作为靶材时可以溅射出更多的可供形核的原子；②Ａｌ原子与基材合金原子之间的结合     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的研究现状

综述了超音速火焰喷涂(HVOF),等离子喷涂(PS)技术的性能特征,以及运用热喷涂技术制备Fe基非晶涂层的发展历史与现状。从非晶合金涂层的高硬度、耐磨性及腐蚀性能等方面阐述了非晶合金涂层的优越性,对新型Fe基非晶涂层的形成机理进行研究,探讨采用超音速火焰喷涂技术制备高质量非晶合金涂层的关键因素。并展望了采用热喷涂技术制备非晶合金涂层的未来发展趋势。     

镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究

分析了等离子堆焊钴基高温合金Co-02、部分镍代钴基合金Co-04和镍基代钴基合金ND Co-02粉末涂层的金相组织、氧化膜形貌及其能谱、氧化膜断面形貌及其能谱。结果表明：三种合金涂层的金相组织均为白色奥氏体基体加细小Cr7C3、Cr7(C，B)3共晶Co-02生成Cr2O3选择性外氧化保护膜，Co-04和ND Co-02有明显的局部贫Cr区，生成CoCr2O4和NiCr2O4尖晶石结构保护性氧化膜，有效地提高了抗氧化性；三种合金均具有优良的抗氧化性能，且按ND Co-02、Co-04、Co-02顺序依次增强。评定了它们的抗氧化级别。     

等离子喷涂CoNiCrAlWBSi合金涂层的抗腐蚀性能研究

采用大气等离子喷涂方法，将ＣｏＮｉＣｒＡｌＷＢＳｉ合金镀覆在ＣＨ８６４试片上，进行７５０℃，７５％Ｎａ２ＳＯ４＋２５％ＮａＣｌ熔盐腐蚀实验，并和其它涂层进行对比分析，结果表明，ＣｏＮｉＣｒＡｌ－ＷＢＳｉ合金涂层具有较好的抗热腐蚀性能。     

W-Mo对Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层组织的影响性能研究

在Nb521合金表面利用料浆烧结法制备了Si-Cr-Ti-W-Mo涂层,并对这种涂层在1 700℃静态空气中的静态氧化行为进行了测试和研究。利用扫描电镜(SEM),对涂层在氧化过程中的微观组织形貌进行了测试和分析,得出:加入过多的W、Mo元素会造成二次熔烧后部分未固熔的W、Mo在表面形成不熔的颗粒依附在涂层的表面,在涂层表面形成沟壑,氧气会沿着沟壑直达涂层内部,加速涂层的氧化,降低涂层高温抗氧化性能,适量的W、Mo元素可提高涂层高温抗氧化性能。     

TC9钛合金锻棒的生产工艺及组织与性能研究

选用优质的海绵钛原料,采用三次VAR熔炼制备出TC9钛合金铸锭。锻造中,在普通锻造工艺基础上增加了近β型锻造和多轴向变形锻造,得到了晶粒细小、组织均匀的锻棒。对锻棒进行600℃×1h＋空冷的低温退火处理。力学性能测试结果表明,多轴向锻造棒材的综合性能得到提高,尤其是断面收缩率较普通锻棒提高了79．3％。     

冷喷涂TC4合金涂层性能研究

冷喷涂技术由于处理温度低,在制备易氧化和热敏感材料方面有很大的优势,特别是制备钛合金涂层能保持钛不被氧化发蓝。不锈钢受氯离子影响在海洋环境中点蚀风险极大,影响了其在海洋环境的应用,钛合金涂层则可以有效的解决这个问题。本文采用冷喷涂方法在不同工艺参数下在304不锈钢表面制备了Ti-6Al-4V(TC4)合金涂层,利用微观方法观察了涂层的形貌、组织结构,并利用电化学方法研究了涂层的腐蚀电化学特征。研究结果表明,冷喷涂制备的TC4合金涂层表观形貌较为粗糙,且内部组织结构不够紧密,氧化程度没有明显增加,但是腐蚀电化学行为与TC4基体相当,是理想的表面处理技术,作为涂层材料可大大提升不锈钢在海洋环境下的耐点蚀性能,具有广阔的应用前景。     

再结晶退火对TC4合金板材性能的影响

研究了在不同温度与不同时间下TC4合金板材的再结晶退火对其显微组织和室温力学性能的影响。利用再结晶退火消除加工硬化和调节显微组织,使其达到较好的室温力学性能,总结出TC4合金板材较合理的再结晶退火制度。     

TC4钛合金表面激光熔覆CoCrNi基合金涂层的温度场模拟

利用COMSOL对TC4表面激光熔覆制备CoCrNiMox及CoCrNi(WC)x高熵合金涂层的熔化与凝固过程的温度场进行模拟,建立了三维多物理场并存的瞬态模型,同时考虑了传热、流体传热、对流以及表面熔覆层生长过程,分析对比了扫描速度、激光功率等参数对添加不同含量Mo及WC的CoCrNi基合金温度场的影响。通过模拟结果可以得知,激光熔覆过程中熔池的主要驱动力为马兰戈尼力,提高Mo含量时会使涂层温度场的最大值降低,但同时速度场和压力场的最大值会上升。此外,使用CoCrNiMo2作为涂层粉末相比于熔覆CoCrNi(WC)2,会在温度场、速度场和压力场均观察到较低的数值;激光功率逐渐升高,激光熔覆产生的熔池的中心温度也随之升高,且熔池的宽度、深度也将有所升高;扫描速度逐渐升高时,熔池中心最高温度显著降低,熔覆层起始位置明显推迟,熔覆层厚度明显减少,熔池的几何尺寸变小且熔池底部形貌对称性变差。     

CMAS 对 DZ40M 高温合金及其表面 NiCrAlY 涂层损伤作用研究

CMAS沉积物(CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2, CMAS)已经成为制约航空发动机涡轮叶片热障涂层应用的核心问题,其显著降低热障涂层服役寿命,严重的甚至堵塞叶片气膜冷却孔,导致合金基体烧蚀和失效。本文针对DZ40M钴基高温合金和其表面NiCrAlY涂层,模拟了热障涂层陶瓷层失效后,CMAS沉积物对合金基体和粘结层的腐蚀作用。针对1100℃预氧化10h后的样品,在涂抹相同面密度的CMAS沉积物后,在1100℃、1150℃、1200℃和1250℃条件下保温10h,系统分析了不同温度下CMAS对合金及NiCrAlY涂层表面氧化膜的破坏作用,通过XRD、SEM和EDS等手段,阐明了温度在1150℃以下,CMAS沉积物主要对氧化膜产生粘附及热应力影响,导致冷却过程中的氧化膜剥落;当温度高于1200℃时,CMAS逐步熔融或渗入氧化膜内部,导致氧化膜开裂剥落加速,对金属粘结层和基体的损伤破坏作用加剧。     

加工工艺对TC8钛合金组织和拉伸性能的影响

测试了TC8合金在不同轧制温度和热处理工艺下的室温及500℃下的拉伸性能,观察了合金的显微组织。结果表明,合金的拉伸性能主要与轧制的变形量和热处理的冷却速度有关,空冷可以获得较佳的强度与塑性的结合;变形量越大,所获的合金室温拉伸性能越高,而变形量在70％以上可以获得较好的高温（500℃）拉伸性能。     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

TC11钛合金疲劳性能及其断口特征

研究了ＴＣ１１钛合金三种不同显微组织的旋转弯曲疲劳性能及其断口特征，探讨微观机理，从理论上解决了三种显微组织即等轴、混合及片状组织的旋转弯曲疲劳性能差异之所在，为ＴＣ１１找到了旋转弯曲疲劳性能较好的显微组织提供了依据。     

Mechanical Properties of TiTaHfNbZr High-Entropy Alloy Coatings Deposited on NiTi Shape Memory Alloy Substrates

TiTaHfNbZr high-entropy alloy (HEA) thin films with thicknesses of about 750 and 1500 nm were deposited on NiTi substrates by RF magnetron sputtering using TiTaHfNbZr equimolar targets. The thorough experimental analysis on microstructure and mechanical properties of deposited films revealed that the TiTaHfNbZr films exhibited amorphous and cauliflower-like structure, where grain size and surface roughness increased concomitant with film thickness. More importantly, the current findings demonstrate that the TiTaHfNbZr HEA films with mechanical properties of the same order as those of the NiTi substrate constitute promising biomedical coatings effective in preventing Ni release.