在燃气热腐蚀中铝硅涂层和镍基合金的高温耐蚀性

叙述了某些镍基合金上铝硅涂层的高温耐蚀性。铝硅涂层的评定采用了RFL燃气热腐蚀试验装置,单铝涂层及某些镍基合金试样也用来试验对比。结果表明,在某些镍基合金上的铝磕涂层具有比单铝涂层为好的耐热腐蚀性能。     

不同硅含量的铝硅合金在烟气冷凝液中的腐蚀行为

铝硅合金用作烟气冷凝器基材具有良好的前景,目前对其在烟气冷凝液q-的腐蚀行为研究不多。通过扫描电镜、电子能谱、金相显微镜、极化曲线、交流阻抗和全浸腐蚀试验考察了不同硅含量的铝硅合金在60℃烟气冷凝液中的腐蚀行为。结果表明：铝硅舍金在60℃的烟气冷凝液中主要发生点蚀,硅含量较低（小于共晶点12．5％）时,铝硅合金容易在晶间发生局部腐蚀;硅含量较高（大于共晶点12．5％）时,共晶体逐渐减少,块状初晶硅大量析出,加剧了铝硅合金的局部腐蚀;Si含量为13％时,铝硅合金中形成较多的纤维状共晶体（仅＋Si）并均匀分布在铝基中,其耐孔蚀性能最强,这种铝硅合金可用作烟气冷凝换热器基材。     

DZ40M合金表面纳米和垂直裂纹结构热障涂层的抗燃气热腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术在定向凝固DZ40M钴基高温合金表面喷涂NiCrAlY金属粘接层,以纳米7YSZ团聚粉末为原料,分别利用大气等离子喷涂技术在粘接层表面制备了纳米结构和垂直裂纹结构7YSZ涂层,研究了高温合金基体和带涂层的基体在900℃下的燃气热腐蚀性能,分析了合金和涂层的燃气热腐蚀产物和过程。结果表明:两种结构热障涂层均大幅度提高了DZ40M合金的抗燃气热腐蚀性能,可避免基体在高温燃气热腐蚀中产生大量易剥离的腐蚀产物和氧化腐蚀孔洞;两种结构涂层在燃气热腐蚀后仍然保持完整并具有相近的燃气热腐蚀速率,垂直裂纹结构涂层中垂直于基体的贯穿裂纹在提高涂层应变容限的同时,并不会成为腐蚀介质快速渗入的通道。     

AlYSi涂层组织结构及抗燃气热腐蚀性能

采用真空电弧离子镀技术在K465镍基高温合金基材上制备了AlYSi沉积-扩散型涂层。研究了真空退火处理前后涂层的组织结构,以及涂层在900℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明,经真空退火处理后的AlYSi涂层主要由β-NiAl相组成,与基体结合良好;K465合金在热腐蚀过程中表面产生了大量的腐蚀剥落;AlYSi涂层在热腐蚀过程中表面形成了Al2O3保护膜,显著提高了合金的抗燃气热腐蚀性能。     

单晶高温合金铂改性铝化物涂层的高温防护性能研究

采用化学气相沉积(CVD)方法在单晶高温合金基体上制备了单一铝化物和铂改性铝化物涂层,研究了两种涂层的高温氧化性能和抗燃气热腐蚀性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析了两种铝化物涂层的相成分和显微组织,结果表明:经1000℃氧化250h后,两种涂层的氧化动力学曲线均符合抛物线演变规律,Pt-Al涂层的抗氧化性能相对于单一Al涂层提高了55.5%,Pt元素的加入减缓β→γ′的相变速率,保证了高质量α-Al2O3保护膜的生成;经900℃燃气热腐蚀100h后,两种涂层的腐蚀动力学曲线均符合抛物线演变规律,Pt-Al涂层的抗燃气腐蚀性能相对于单一Al涂层提高了57.9%,Pt元素阻碍了内硫化的快速发生,保证Al2O3膜的完整性。     

预氧化铝硅涂层在1150℃下混合硫酸盐中的热腐蚀行为

为探究预氧化处理对改善金属粘结层在超过1 000℃时抗热腐蚀性能的有效性,较为系统地考察了预氧化铝硅涂层在1 150℃下混合硫酸盐中的热腐蚀行为,并探讨了其作用机理。结果表明:预氧化处理能够较好地改善铝硅涂层在超过1 000℃时的抗热腐蚀性能,并且其热腐蚀动力学曲线在前60 h内呈现出近似抛物线规律;然而,预氧化铝硅涂层一旦发生内氧化,其腐蚀较未预氧化处理的将更加迅速,这与其在热腐蚀前期抗氧化元素Al的消耗较大有关。     

K3合金复合涂层高温防护性能研究

采用电弧离子镀技术在K3镍基高温合金基材上分别沉积NiCrAlYSi涂层和NiCrAlYSi AlYSi沉积-扩散型复合涂层,研究两种涂层在1100℃下的高温氧化行为和900℃下的燃气热腐蚀行为.结果表明,NiCrAlYSi AlYSi复合涂层具有比单一的NiCrAlYSi涂层更加优良的抗高温氧化性能,而NiCrAlYSi涂层的抗燃气热腐蚀性能则优于NiCrAlYSi AlYSi复合涂层.     

GH3030合金NiCrAlYSi涂层的高温防护性能

采用等离子喷涂法制备的航空发动机涡轮部件不能满足抗高温和热腐蚀需求。采用真空电弧离子镀技术(AIP)在GH3030镍基高温合金上制备170～180μm厚的NiCrAlYSi涂层,研究了该涂层700℃下的高温氧化行为和760℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明:经过长时间的氧化,NiCrAlYSi涂层表面形成了以Al2O3,Cr2O3为主的氧化膜,提高了其抗高温氧化性能;经过760℃,100h燃气腐蚀试验后,NiCrAlYSi涂层主要由Ni3Al和α-Cr相组成,NiCrAlYSi涂层明显改善了GH3030合金的抗低温热腐蚀性能。     

铝硅合金热疲劳过程的应力应变分析

对铝硅合金进行了热疲劳模拟实验和应力、应变分析。铝硅合金的导热系数高,高温弹性模量低,温度涨落过程产生的宏观热应力低于同一温度下合金的屈服应力和疲劳极限;而铝、硅热膨胀系数的差异将在铝硅相界等局部区域产生远大于宏观热应力的微观热应力,并因此萌生热疲劳裂纹。通过变质工艺改变硅相形态,可改善合金的抗热疲劳性能。     

硅含量对热浸镀Zn-40%Al合金层凝固组织及耐蚀性的影响

为了改善Zn-40%Al合金热浸镀层的性能,在Zn-40%Al合金中加入了Si,研究了不同硅含量对Zn-40%Al合金镀层凝固组织及耐蚀性的影响。结果表明:当硅含量在0.5%～1.5%时,随着硅的增加,镀层凝固组织中的铝硅共晶组织不断增多,富铝相晶粒不断被细化,富铝枝晶相排列越来越规则,镀层的耐蚀性不断增强;当硅达到2.0%时,镀层会出现漏镀缺陷;硅的加入能在镀层表面形成具有优良腐蚀性的Al3.21Si0.47,有利于镀层耐蚀性的提高。     

电弧喷涂锌铝伪合金涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

Al含量超过15％的锌铝合金涂层脆性大,限制了其在钢铁防护中的应用。采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备出了纯锌涂层和含铝20％（质量分数）的锌铝伪合金涂层,通过中性盐雾试验及电化学极化测试研究了2种涂层在中性盐雾环境中的耐蚀性,并结合扫描电镜（SEbl）和x射线衍射仪（XRD）对涂层表面形貌及腐蚀产物的相结构进行了观测分析。结果表明：2种涂层均匀致密,孔隙率小,与基体结合良好;随盐雾试验时间增长,锌铝伪合金涂层表面形成了致密的腐蚀产物层,其屏蔽作用有效阻碍了腐蚀介质的渗入,使Q235钢的腐蚀速率快速降低。锌铝伪合金涂层的自腐蚀电流密度小于纯锌涂层,表现出更为优越的防腐蚀性能。     

硅含量对铁铬锰硅四元合金耐锌液腐蚀行为的影响

研究了不同硅含量的铁铬锰硅四元合金在450℃锌液中的腐蚀行为,探讨了Si对铁锌反应的影响规律.结果表明:铁铬锰硅四元合金在锌液中的腐蚀产物均为铁锌化合物,腐蚀深度随腐蚀时间呈直线规律变化.当硅含量为0.5%(质量分数,下同)时,腐蚀行为主要受Mn的影响;当硅含量增加到1.5%时,Si与Mn结合,抵消了Mn不利因素,减慢铁锌反应速率,获得最厚的δ相层,表现出最好的耐锌腐蚀能力,其腐蚀速率为3.05×10-3g·cm-2·h-1;当硅含量为3%时,Si除了与Mn结合外,还有大量富余,导致出现疏松的δ+η的两相混合组织,使得锌液直接侵蚀δ相,加快了铁锌反应速率,表现出最差的耐锌腐蚀能力.     

氧气流量对超音速火焰喷涂TiB2-40Co涂层组织和性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在不同氧气流量条件下制备3种TiB2-40Co涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪研究了涂层的组织和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度,通过水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究涂层的耐熔融铝硅腐蚀性能.结果表明,3种TiB2-40Co涂层具有叠层状结构,No.1涂层最为致密,其孔隙率仅为0.286%;涂层的主要物相为TiB2和Co;显微硬度值分别为697±60 HV0.3、523±86 HV0.3和648±38 HV0.3;No.1涂层具有最好的抗热震性能;经过120 h熔融铝硅腐蚀后发现,3种涂层均具有良好的抗熔融铝硅腐蚀性能,其中No.1涂层试样耐腐蚀性能最好.     

铝及铝合金与熔融钠反应的研究

研究了纯铝和铝硅合金在３５０～４５０℃与熔融钠的反应,采用光镜（ＯＭ）和Ｘ射线衍向射分析（ＸＲＤ）观察和分析腐蚀产物组织形貌,分布和腐蚀产物的动力学生长机制,。实验结果表明,试样受熔融钠腐蚀的程度与铝中硅含量多少有关,铝硅合金在熔融钠中的腐蚀是受扩散控制的固相反应。     

铁硅二元合金在液锌中的腐蚀行为研究

研究了3种不同Si含量的铁硅二元合金在450℃液锌中的腐蚀行为,包括腐蚀速率、腐蚀层组织形貌和成分分析,探讨了Si对铁锌相层的影响规律.结果表明,随着硅含量的升高,腐蚀速率先升高后降低,Fe-l.5Si二元合金的腐蚀速率最高,为0.1617g/(cm2·h).硅的存在导致形成颗粒状的ζ相+η相的蜂窝状的两相混合组织, 使合金表现出最差的耐锌腐蚀能力.     

太阳能热发电中换热管石墨防护套环的制备与研究

太阳能热发电中的Al-12.07%Si(质量分数,下同)储能材料在高温下有很强的腐蚀作用。采用石墨套环包覆20G钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝硅合金的腐蚀。     

硅对仰制涂层“氧化缺口”破坏的作用

本文对比了渗铝和铝－硅涂层的高温抗氧化性能，并用金相和电子探针分析技术研究了涂层的显微组织，从而揭示出硅抑制涂层“氧化缺口”破坏的机理在于：硅降低了铝的内扩散活性，使镍的外扩散活性相对提高，使合金最外表面形成很薄的表层，从而避免了ＭＣ碳化物的直接裸露；硅促进了ＭＣ－Ｍ５Ｃ的转化，生成富Ｓｉ的Ｍ６Ｃ，从而改善了涂层中碳化物自身的抗氧化性能。     

球硅增强锌铝合金的组织和性能研究

研究了锌铝硅合金ＺＡ２７Ｘ的组织性能及钠变质作用通过理论分析和试验，发现和铝硅合金一样，锌铝硅合金中的初生硅经钠处理后可由块状变成球状，而共晶硅则以杆状在硅让形成及生长。试验表明，这种球硅增强的锌铝硅合金不仅具有好的耐磨性，而且还具有较高的耐温性。     

淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响

为研究淬火热处理温度对热成形钢铝-硅涂层的影响,采用DIL805A/D淬火膨胀仪、扫描电镜和能谱仪分析了热成形钢铝-硅涂层加热过程中3种不同厚度涂层的相结构及涂层厚度的变化规律.结果表明:相同淬火加热温度下,不同厚度的涂层中形成了不同的相结构,涂层越薄,铁向涂层方向、铝向钢基体方向扩散的路径越短,铁和铝的饱和时间越少,...     

热喷涂高铝含量锌铝涂层的耐腐蚀性能研究

为了探究高铝含量的锌铝涂层的耐腐蚀性能,通过热喷涂技术制备了3种高铝含量的锌铝涂层,采用超景深显微镜、电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、X射线衍射仪(XRD)等手段,分析了不同铝含量的锌铝涂层的耐腐蚀性能.结果 表明:含Zn涂层在腐蚀过程中首先发生锌的活化溶解,涂层表面附着的腐蚀产物使得涂层表现出微弱的自封闭效果;Zn-Al60涂层兼有锌的阴极保护作用和铝的钝化屏蔽作用,在3种涂层中表现出最优的耐腐蚀性能.