采用熔盐法在钼基体上制备硅化钼涂层的结构

采用熔盐法在钼基体上制备了硅化钼涂层,利用SEM、EDS和XRD等分析了涂层的显微结构、元素分布及物相组成,并研究了硅化钼的生成机制。结果表明:硅化钼是通过反应扩散形成的,涂层由外至内分别为MoSi2、Mo5Si3和基体;当熔盐中Na2SiF6和NaF两种活化剂共存时,涂层的厚度较大,1 000℃保温10h制备的硅化钼涂层的高温抗氧化性能相对较好;涂层厚度随温度的升高和保温时间的延长而增加,但温度的影响比保温时间的更显著。     

DZ4合金渗铝-硅涂层1 100 ℃氧化时的元素扩散规律

以定向凝固镍基高温合金DZ4为基体,采用料浆法在合金表面制备铝-硅涂层;对该涂层试样进行1100℃抗高温氧化性能试验,并对氧化过程中各元素的分布进行了分析.结果表明:随氧化时间增加,涂层逐渐分为两层,外层为单一β-NiAl相,内层主要由β-NiAl相构成,层内分布着块状和颗粒状的碳化物;高温氧化过程中,硅元素不断向涂层内部扩散,并与基体合金中向外扩散的钼、钨元素结合形成富硅的M6C,并逐渐形成M6C隔层,阻碍镍与铝的互扩散,提高了涂层在高温下的抗氧化能力.     

等离子喷涂功率对MOSi_2涂层组织与抗高温氧化性能的影响

以自蔓延合成的MoSi_2粉体为喷涂原料,采用大气等离子喷涂技术,在K403镍基合金表面制备了MoSi_2涂层;采用XRD、SEM和EDS等仪器和高温氧化试验考察了喷涂功率对MoSi_2涂层组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明:涂层中均含有MoSi_2相、Mo_5Si_3相和钼相,随喷涂功率的增大,涂层的相组成由富硅相向富钼相转变;采用30kW喷涂功率可制备出主相为MoSi_2且致密度较高的涂层,可以明显提高基体的抗高温氧化性能。     

钼添加量对Ni-8Al高温合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了Ni-8Al-xMo(x=0,5,10,15,质量分数/%)高温合金,在1 000℃恒温氧化100h后,观察了氧化膜的表面和截面形貌,分析了其物相组成,研究了合金的高温抗氧化性能。结果表明:添加钼的试验合金高温抗氧化性能比未添加钼的更好;试验合金表面的氧化产物均主要为Al_2O_3和NiO,并有少量的NiAl_2O_4和NiMoO_4;当钼质量分数达到10%后,试验合金表面的氧化膜出现不同程度的剥落现象;当钼质量分数为5%时,试验合金的高温抗氧化性能最好。     

TiAl合金表面NiCrAlY涂层的抗高温氧化性能

采用多弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备了NiCrAlY涂层,用SEM、EDS和XRD等分析了涂层在高温氧化前后的形貌、结构和物相组成,用恒温氧化方法测试了涂层与基体的氧化动力学曲线。结果表明:涂层在高温下可形成保护性氧化膜,使其抗氧化性能显著提升;在650~950℃氧化时,镍和钛元素发生互扩散,850℃时,涂层与基体之间形成了扩散带和齿状TiNi相,950℃时,互扩散现象加剧,涂层表面生成了TiO2,涂层氯化膜与基体间形成了Kirkendall孔洞,对其抗高温氧化性能不利。     

热处理对钼基非晶纳米晶涂层相组成及摩擦磨损性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶涂层,研究了300~1150℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶化程度减弱;显微硬度最大和耐磨性能最好的热处理温度是差热分析曲线的放热峰(1050℃)附近,并且在此温度点上涂层晶粒的尺寸最小,对涂层有很好的弥散强化作用。     

渗硅——离子氮化复合处理提高钼合金高温抗氧化性能

钼合金用于制造黑色金属液态模锻用模具的主要技术难点之一是在高温下发生灾难性氧化失重。经固体粉末渗硅—离子氮化复合处理后。在钼合金表面形成硬度高、致密性好、结合力强的Mo—Si—N复合保护层,根本上改善了钼合金的高温抗氧化性能。     

钼基高温合金表面包埋渗法制备渗铝层的组织与性能

采用包埋渗法在TZM钼基高温合金表面制备抗氧化的渗铝层,渗铝温度为1 050℃,渗铝时间为12 h;采用SEM、EDS和XRD等分析了渗层的显微组织、物相组成和元素分布等,并对渗层的硬度和抗高温氧化性能进行了研究。结果表明:渗层的相组成为Al_5Mo、Al_3Mo和Al_4Mo;渗层均匀致密,厚度达到130μm,具有双层结构,与基体形成了冶金结合;渗层表面呈颗粒状,其显微硬度达到了8 000 MPa;在800℃×80 h高温氧化下包埋渗铝层具有较好的抗氧化性能。     

钴基高温合金表面电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗高温氧化性能

采用电弧离子镀在钴基高温合金K640基体上制备了NiCrAlY涂层,并进行了真空退火处理。通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等技术对涂层的相结构和基体及涂层在1 000℃下的抗循环氧化行为进行了研究。结果表明:沉积态涂层主要由γ-Ni、γ′-AlNi3和β-Ni Al等物相组成,元素分布均匀;涂层真空退火后衍射峰尖锐,晶粒明显长大,主要由γ-Ni、γ′-AlNi3、β-Ni Al和α-Cr以及极少量的Cr23C6组成。涂层在循环氧化过程中形成Al2O3保护膜,经过100次循环后Al2O3氧化膜仍然完好。真空退火可使溅射涂层表面较早生成保护性能良好的α-Al2O3氧化膜,提高了涂层的抗氧化性能。     

高硅钼球铁的应用研究

高硅钼球铁的应用现状高硅钼球铁在国外汽车业发动机耐高温铸件上应用广泛(如排气管、涡轮壳等),尤其以排气管最为突出,美国福特汽车公司70%以上排气管采用高硅钼球铁制造,这主要源于高硅钼球铁具有很高的高温强度、热疲劳性,优异的耐氧化、生长性和良好的高温抗蠕变性能。欧美等国早在20世纪80年代就将高硅钼球铁应用于增压器上,任90年代开始大批量应用于汽车发动机排气管的铸件生产上。1997年在美国雅图第101届铸造年会上,针对高硅钼排气管的性能、铸造工艺与成本等方面作了专门的讨论。福特、克莱斯勒等汽车公司及各大发动机厂商迅速在发动机排气管上应用,一些大型铸造厂也相应开展了高硅钼球铁排气管的铸造技术的实践研究与应用。目前,日本、美国等国也在中国大量寻求高硅钼球铁的汽车、机械高硅钼球铁配件,而且具有较高的市场求购价格。     

热处理对等离子喷涂铁基非晶合金涂层微观结构和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂技术在Q235钢基体上制备Fe48Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金涂层,之后对涂层进行200,300,500,600,700℃热处理,研究了热处理对涂层微观结构、耐电化学腐蚀性能和耐均匀腐蚀性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶含量降低,孔隙率先减小后增大,经300℃热处理后涂层的孔隙率最低,且低于未热处理涂层的;热处理后涂层中的晶体相主要包括α-Fe,Fe-Cr,Fe63Mo37,Fe3C等;随着热处理温度的升高,涂层的自腐蚀电流密度先减小后增大,经300℃热处理后,自腐蚀电流密度最小,涂层的耐电化学腐蚀性能最好;经过热处理后,涂层在NaCl溶液中浸泡31d后的单位面积质量损失减小,且热处理温度越高,单位面积质量损失越小,涂层的耐均匀腐蚀性能提高。     

Improvement of the Oxidation and Wear Resistance of Pure Ti by Laser-Cladding Ti<Subscript>3</Subscript>Al Coating at Elevated Temperature

Ti₃Al coating was in situ synthesized successfully on pure Ti substrate by laser-cladding technology using aluminum powder as the precursor. The composition and microstructure of the prepared coating were analyzed by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction technique. Thermal gravimetric analysis was used to evaluate the high-temperature oxidation resistance of the Ti₃Al coating. The friction and wear behavior was tested through sliding against Si₃N₄ ball at elevated temperature of 20, 100, 300, and 500°C. The morphologies of the worn surfaces and wear debris were also analyzed by SEM and three-dimensional non-contact surface mapping. The results show that the Ti₃Al coating with high microhardness, high-temperature oxidation resistance, and high temperature wear resistance. The pure Ti substrate is dominated by severe adhesion wear, abrasive wear, fracture, and severe plastic deformation at lower temperature, and severe adhesion wear, abrasive wear, plastic deformation, oxidation, and nitriding wear at higher temperature, whereas the Ti₃Al coating experiences only moderate abrasive and adhesive wear when sliding against the Si₃N₄ ceramic ball counterpart. In addition, the wear debris of the laser-cladding Ti₃Al coating sliding and Si₃N₄ friction pairs are much smaller than that of pure Ti substrate and Si₃N₄ friction pairs at elevated temperature.     

热处理条件下激光原位合成高铌Ti-Al金属间化合物复合涂层的微结构特征

为了提高钛合金的高温抗氧化性能,推动钛合金在高温和复杂工况环境下的进一步工程应用,利用高能激光束作用下Ti、Al、Nb三种元素混合粉末之间的原位反应在BT3-1钛合金表面制备了高温抗氧化的高铌Ti-Al金属间化合物复合涂层。针对原位反应所制备涂层存在的缺陷,通过自行设计的热处理工艺优化了涂层和界面微观组织。借助光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了热处理前后复合涂层的物相结构及显微形貌。结果表明:热处理前的涂层主要由单质Nb、金属间化合物γ-TiAl、α_2-Ti_3Al、Ti_3Al_2等物相组成;热处理后的复合涂层,单质Nb固溶到γ-TiAl和α_2-Ti_3Al中,同时形成了新相Ti_3AlNb_(0.3),涂层近似为γ-TiAl+α_2-Ti_3Al双相层片状等轴晶组织。此外,涂层中并未观察到减弱抗氧化性的单质Nb颗粒和Ti_3Al_2相,Ti、Al、Nb的宏观偏析得以消除,涂层与基材界面位置的气孔和裂纹均以消失,出现了明显的白亮带冶金结合过渡层,涂层组织也更加均匀致密。热处理对提高钛合金表面Nb的合金化程度和改善Ti-Al金属间化合物的高温抗氧化性能起到了显著的促进作用。     

模具钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的制备及其摩擦性能研究

为了改善模具钢表面质量,采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面沉积CrAlN薄膜,探讨H13钢基体表面渗氮处理后对薄膜表面形貌、硬度、结合力、抗氧化性和摩擦磨损性能的影响。结果表明：基体表面渗氮处理前后制备的CrAlN涂层表面均匀致密,都有少量的大颗粒,涂层表面均呈CrN（200）面择优取向,而渗氮后制备的涂层CrN（200）面择优取向更强;基体H13钢经过表面渗氮后,硬度显著提高,对制备的涂层具有支撑作用,降低了裂纹产生倾向,提高了涂层产生裂纹的临界载荷,提高了涂层的膜基结合力;相较于基体表面未渗氮处理制备的CrAlN涂层,基体表面渗氮后制备的CrAlN涂层具有更高的硬度和结合力,更为优异的摩擦磨损性能,且抗高温氧化性能显著增强。     

2Al2铝合金微弧氧化膜性能研究

采用Na2 WO4和Na2SO3电解液对2Al2铝合金进行微弧氧化,研究了微弧氧化陶瓷膜表面形貌、截面组织、显微硬度及耐磨性等性能.结果表明,微弧氧化表面处理可以在2Al2铝合金表面形成致密并与基体结合良好的陶瓷膜,Na2WO4溶液浓度对陶瓷膜颜色、表面形貌、致密度和显微硬度都有影响,但对于陶瓷膜成膜厚度没有显著影响....     

微弧氧化电源占空比对陶瓷基自润滑复合涂层性能的影响*

为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS_2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷层和复合涂层微观形貌、厚度和表面粗糙度的影响,并利用往复式摩擦磨损试验机在干摩擦、油润滑条件下对复合涂层的摩擦学性能进行分析。结果表明:随占空比的提高,微弧氧化陶瓷层的厚度、表面粗糙度呈现先增加后减小的变化趋势;随占空比的提高,制备得到的复合涂层的摩擦因数先减小后增大,占空比为60%～70%得到的复合涂层摩擦因数最低,且复合涂层与基体结合状态好,抗磨自润滑性能显著。     

激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层的微观组织和高温抗氧化性能

为提高钛合金的高温抗氧化性能,采用激光熔覆原位自生技术,在TC4钛合金表面自行设计并制备了原子百分比为Ti∶Al∶Si=41∶41∶18和Ti∶Al∶Si=35∶35∶30的两种涂层。通过XRD、OM、SEM表征了涂层的微观组织和物相组成;借助管式电阻炉测试了涂层和基体试样在800℃×24h×5次循环氧化条件下的高温抗氧化性能;结合氧化增重和氧化动力学曲线分析了涂层的高温抗氧化机理。结果表明,涂层主要由Ti5Si3、Ti7Al5Si12、Ti3Al、TiAl和TiAl3等物相组成。涂层中没有出现一般激光熔覆所产生的外延生长柱状晶组织,全部为细小等轴晶。在800℃×24h×5次循环氧化条件下,TC4基材单位面积的氧化增重约为35.1mg·cm-2,涂层的约为2.8mg·cm-2和3.3mg·cm-2。两种涂层的高温抗氧化性能较钛合金基材分别提高了12.5倍和10.6倍。激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层能明显改善TC4钛合金的高温抗氧化性能。涂层抗氧化性改善的机理,一方面是表面生成了连续致密的TiO2、Al2O3、SiO2氧化层,阻碍了氧扩散;另一方面是提高了氧化层的黏附性,使氧化层不易从涂层表面剥落,对涂层未氧化部分起到了很好的保护作用。     

激光熔覆原位自生TiB2/Ni金属陶瓷涂层高温抗氧化性研究

利用激光熔覆技术在45钢表面制备了不同涂层成分的原位自生TiB2/Ni金属陶瓷复合涂层,研究了涂层显微形貌以及在600℃等温和不断升温中的高温抗氧化性能.结果表明:涂层均匀致密,内部无裂纹、气孔等缺陷,熔覆质量良好.当涂层中陶瓷相含量较低时,可以得到晶粒细小、均匀致密的氧化层,能有效阻止了涂层内部的高温氧化;但陶瓷相含...     

Sol-gel Derived TiO2-Bioactive glass-Hydroxyapatite Bioactive Coating on Titanium Alloy Substrate

Coating the hydroxyapatite (HA) on the titanium alloy surface can obtain a bioactive implant with high mechanical properties.However,the bonding force between the titanium alloy and the HA was low due to their different coefficient of thermal expansion (CET).Preparing the multi-layer coating with alleviated thermal stress on titanium alloy substrate is few reported.Fabrication of a TiO2-bioactive glass (BG)-HA bioaetive coating was proposed to solve this problem.A particular TiO2 surface was prepared on the titanium alloy substrate by micro-arc oxidation treatment.The BG and HA coating were coated onto the TiO2 surface in turn by using a sol-gel method.The microstructure,surface morphology and phase composition of the coatings were analyzed.The bonding force of coatings was investigated by the nick apparatus.In vitro dissolution was performed by soaking the TiO2-BG-HA coated samples into the simulated body fluid for various periods.Micro-structural observations indicated that no delamination and crack occurred at the interface of HA/BG and BG/TiO2.The bonding between the substrate and coating consists of the mechanical interaction and the chemical bonding.The bonding force could reach about 45 N.The TiO2-BG-HA coating displayed the excellent forming ability of bone-like apatite when it was soaked into the simulated body fluid.This work suggests an innovative way to reduce the internal stress among coatings through varying BG composition to adjust its CTE,so as to enhance the bonding force.