Ti_3Al及其渗铝涂层的热腐蚀性能

采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。     

Ti6Al4V合金渗镀Cr-Mo表面改性层组织结构及其耐磨特性研究

采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.     

Cu含量对Ti-8Si系合金抗腐蚀性能的影响

采用高能球磨-冷压成型-真空烧结工艺制备了Ti-8Si、Ti-7.6Si-5Cu、Ti-7.2Si-10Cu和Ti-6.4Si-20Cu四种合金并研究了其在HCl溶液中的抗腐蚀性能。采用扫描电镜(SEM)及配备的能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ti-8Si合金腐蚀前后的表面形貌、横截面形貌和物相组成进行了分析。结果表明:四种合金主要含有Ti、Ti_5Si_3和Ti_5Si_4相,添加Cu元素的合金出现Cu_3Si、Cu Si Ti和Cu_xTi_y等相。Ti-7.6Si-5Cu合金的显气孔率仅为0.14%,腐蚀失重仅为0.5mg/cm~2(腐蚀深度约为8μm),合金致密度和抗腐蚀性能明显优于其他三种合金。适量的Cu元素有利于提高Ti-8Si合金的致密度,阻碍Cl~-的侵蚀作用,提高了该合金的抗腐蚀性能。     

Ti—AI系金属间化合物的高温热腐蚀

研究了TiAI,Ti3AI-Nb及TiAI金属间化合物在900℃及950℃空气中当表面有（0．9Na,0.1K)2SO4盐膜存在时的高温热腐蚀行为。结果表明，Ti3AI,TiAI金属间化合物在900、950℃遭受严重的热腐蚀，合金表面均没有形成单一的AI2O3保护层，而是形成外层为富TiO2层，内层为TiO2、AI2O3或Nb2O5的混合氧化物,在氧化膜／合金基体界面形成一些硫化物。合金的腐蚀以电化学机制进行，硫化物的形成也促进了电化学反应的阳极过程。向Ti3AI中添加Nb可以显著地改善其热腐蚀性能，这归因于Nb促进富AI氧化物内层的形成，TiAI的耐蚀性能优于Ti3AI基合金。     

Ti6Al7Nb和Ti6Al4V合金的热氧化行为

在600～900℃温度下,0.5～72 h时间范围内空气气氛下对Ti6Al7Nb进行热氧化,根据增重曲线计算其氧化动力学规律,利用XRD、XPS分析表面氧化层的相组成、成分和价态,并以Ti6Al4V合金做为比照.结果表明,Ti6Al7Nb合金较Ti6Al4V合金抗氧化能力更强.同等氧化条件下,Ti6Al7Nb合金的氧化速率常数(k)更小.对短时间(1 h)氧化的样品的表面分析显示:各合金元素均以最高价态或稳定价态存在,其中Al和V被富集,而Nb则贫化;另外,Ti6Al7Nb合金和Ti6Al4V合金氧化层主要由金红石型TiO2(R-TiO2)组成,Al2O3相仅出现在900 ℃Ti6Al4V合金样品中.     

生物医用Ti6Al4V合金表面Nb涂层的耐磨性和耐腐蚀性

为了提高生物医用Ti6Al4V合金的耐磨性和耐腐性能,采用双辉光等离子体表面冶金技术在其表面制备了均匀致密的Nb涂层.结果表明:Nb涂层主要由Nb和金属间化合物AlNbTi2和AlNb2组成.相比Ti6Al4V基材,Nb涂层的显微硬度是其的2倍,Nb涂层的平均摩擦系数和磨损率分别下降了 14％和95.4％,Nb涂层的主要的磨损机制为粘着磨损.Nb涂层的腐蚀电位(Ecorr)和极化电阻(Rp)较高,腐蚀电流密度(Icorr)较低,表明具有优良的耐腐蚀性,且具有Nb涂层的Ti6A14V合金的孔隙率仅为3.1％,大大降低了侵蚀性介质与基材接触的可能性.     

Nb/Mn/Si合金化的β-γ钛铝合金循环氧化行为（英文）

利用扫描电子显微镜、电子探针、电子背散射衍射和X射线衍射,研究Ti42Al1.5Mn3Nb0.1B合金和Ti42Al1.5Mn3Nb0.1B0.2C0.2Si合金在750～850℃下的循环氧化行为。两种合金的氧化增质曲线大致符合抛物线规律,且在800℃的氧化速率常数较Ti42Al5Mn1W合金的降低。在所有的实验温度下,两种合金表面都生成保护性良好的氧化膜,没有开裂或剥落发生。Nb的添加会抑制TiO₂的生长,促进Al的选择性氧化,使合金形成致密的Al₂O₃层。另外,微量Si元素的添加进一步提高合金的抗氧化性,使其生成更为致密的Al2O3层,在氧化过程中进一步抑制氧的内扩散,降低合金的氧化增质,且其效果在高温下更加明显。     

通过添加微量元素实现的窄结晶区间Al-2Mg-0.5Mn合金的显微组织与性能（英文）

Al-Mg系合金由于大的结晶温度区间，其表面会在连铸连轧生产过程中形成较多缺陷。为了减小合金的结晶区间，研究微量Zn、Si、Zr和Ti元素对Al-2Mg-0.5Mn合金显微组织与性能的影响。采用X射线光电子能谱、原子力显微镜、扫描电镜和透射电镜对合金的显微组织进行表征。Ti和Zr的添加可以在Al-Mg-Mn合金内部形成Al3Ti和Al3Zr，使得其晶粒更细、强度更高，但是其结晶区间也随之变大。研究表明，添加Zn和Si能与合金内部的Mg形成新的第二相，从而使得共晶凝固过程中的实际Mg含量降低，因此，Al-2Mg-0.5Mn-0.2Zn-0.2Si合金的结晶温度区间比Al-2Mg-0.5Mn合金的窄。另外，添加Zn和Si后，Al-2Mg-0.5Mn合金的力学性能与抗腐蚀性也得到一定程度的提升。     

Ag离子注入Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能研究

采用注入不同剂量5×1016, 1×1017, 5×1017和9×1017ions/cm2,加速电压30 kV对Ti6Al4V合金进行Ag离子注入表面改性。使用动电位极化曲线研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,利用小角掠射X射线衍射技术研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金表面物相组成,用X射线光电子能谱技术分析离子注入合金表面和腐蚀样品表面元素存在的化合态。结果表明,Ag离子注入提高了合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,腐蚀电流密度随Ag离子注入剂量的增加稍有变化。离子注入Ti6Al4V合金表面的氧化物腐蚀阻挡层、离子注入表面合金层和表面生成的Ag和TiAg有利于合金抗Hank’s溶液腐蚀性能的改善     

Ti6Al4V合金表面离子铌合金化及其耐磨性能研究

采用双辉离子渗技术对Ti6Al4V钛合金表面渗Nb,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、电化学测试系统研究钛合金表面离子渗Nb合金化层的形态、结构、力学性能、摩擦学性能和电化学腐蚀性能,并探讨渗Nb改性处理对钛合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损行为的影响.结果表明,渗Nb工艺参数对合金化层的形态、结构和性能影响显著,高浓度渗Nb合金化改性层表现出良好的强化效果,显著地改善了Ti6Al4V合金的抗大气环境和抗NaCl溶液腐蚀磨损性能.Ti6Al4V合金基材和渗Nb层的耐磨性能在NaCl溶液中优于大气环境,其原因归于溶液的润滑作用和试样的良好耐腐蚀性能.     

合金元素对新型Co-Al-W合金热腐蚀行为的影响

研究了由γ'-Co₃(Al,W)相沉淀强化的新型钴基Co-Al-W 高温合金在800℃、75% Na₂SO₄+25% NaCl熔盐中的热腐蚀动力学及合金元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金热腐蚀行为的影响。研究发现,2Mo、2Nb、 2Ta和2Ti合金比9.8W合金具有更好的抗热腐蚀能力,Mo和Ti对提高合金耐热腐蚀能力的效果比Ta和Nb显著。加入合金元素的合金热腐蚀膜由三层组成,即主要由Co氧化物CoO和Co₃O₄组成的腐蚀膜外层,由合金元素、Al、 Co及W复杂氧化物组成的中间过渡层和由Al、Co氧化物组成的腐蚀膜内层。随着腐蚀时间的增加,中间过渡层厚度逐渐增加,热腐蚀膜内、外层厚度变化不大,但内层致密性逐渐增加。     

Ti含量对镍基高温合金抗热腐蚀性能的影响

采用涂盐方法研究了不同Ti含量的镍基高温合金的热腐蚀过程。研究发现,在900℃涂盐条件下,Ni基高温合金中加入质量分数为0.55%的Ti就可以显著提高合金自身的热腐蚀抗力,并且随着Ti含量增加,合金的热腐蚀抗力进一步增强。研究认为,合金中加入Ti后,能促使合金表层形成致密、连续的Cr2O3层,并且随着Ti含量增加,Cr2O3层厚度增加,Al2O3层逐渐向外腐蚀层迁移,从而提高了合金的热腐蚀抗力。     

TiAl金属间化合物在熔融碳酸盐中的热腐蚀行为

研究了ＴｉＡｌ金属化合物在熔融碳酸盐中热腐蚀行为,ＴｉＡｌ在６５０℃（Ｌｉ,Ｋ）２ＣＯ３中表现出良好的抗热腐蚀性能,形成的主 物主要由ＬｉＡｌ和Ｌｉ２ＴＩＯ３组成,其下层是ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３,在７５０℃时腐蚀产物中Ｌｉ２ＴｉＯ３的熔化导致明显减重。     

热腐蚀和盐雾腐蚀影响氮化物涂层冲蚀行为的机制

金属氮化物涂层是目前重点关注的航空发动机压气机抗冲蚀涂层体系。为了兼顾热物理化学环境和应力环境的影响,进行涂层的腐蚀-冲蚀耦合行为研究十分重要。本研究对比了TiN/Ti涂层与TiN/ZrN涂层的原始状态、热腐蚀后和盐雾腐蚀后的冲蚀行为。结果表明,对于TiN/Ti涂层,在涂层的缺陷处盐雾腐蚀时形成点蚀坑,这是发生冲蚀的薄弱环节,盐雾腐蚀后TiN/Ti涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和热腐蚀后的涂层。对于TiN/ZrN涂层,热腐蚀过程中液滴表面形成疏松的腐蚀产物和氧化物,使其在冲蚀时更容易脱落,热腐蚀过程中产生的层间热应力削弱了涂层的结合力。热腐蚀涂层冲蚀后呈现严重的螺旋状剥落,热腐蚀后TiN/ZrN涂层的抗冲蚀能力及结合力低于原始涂层和盐雾腐蚀后涂层。     

Hot Corrosion Behavior of Ti45Al8.5Nb Alloy: Effect of Anodization and Pre-oxidation

The hot corrosion behavior of Ti45 A18.5 Nb alloy was studied in the salt of Na₂ SO₄ and/or NaCl at 700℃.To improve the hot corrosion resistance,Ti45 A18.5 Nb alloy was anodized in fluorine-containing solution and pre-oxidized in air.Results showed that the combination of anodization and pre-oxidation can efficiently enhance the hot corrosion resistance of Ti45 A18.5 Nb alloy contaminated with Na₂ SO₄ or Na₂ SO₄+NaCl deposits.This...     

STUDY ON HOT CORROSION RESISTANCE OF A NEW DIRECTIONAL SOLIDIFICATION Ni–BASED SUPERALLOY

研究了新型定向凝固镍基高温合金DZ68的抗热腐蚀性能, 并与K438合金进行了比较. 结果表明: 热处理态DZ68合金组织中几乎没有(γ+γ') 共晶, 碳化物尺寸小,其整体组织比较均匀; 在热腐蚀过程中发生比较均匀的腐蚀, 其外腐蚀层的腐蚀产物主要是(Ni, Co)Cr₂O₄, 内腐蚀层的腐蚀产物主要是Al₂O₃. 热处理态K438合金组织中存在较多的 (γ+γ'共晶和数量较多、尺寸较大的长条状碳化物, 组织均 匀性较差; 在热腐蚀过程中发生不均匀腐蚀, 其外腐蚀层的腐蚀产物主要是NiO, 内腐蚀层的腐蚀产物主要是CrS.两种合金中Ti元素的偏析有促进其它元素偏析的倾向, 使合金组织的均匀性恶化,热腐蚀均匀性变差. 在本实验条件下, DZ68合金的抗热腐蚀性能略好于K438合金.     

STUDY OF HOT CORROSION RESISTANCE MECHANISMS OF ARC SPRAYING COATINGS

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙｂｏｉｌｅｒｔｕｂｅｓｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｈｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｂｏｉｌｅｒｔｕｂｅｓｔｈｒｅａｔｅｎｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ,ｓｏｍｅｃｏｕｎｔｒｉｅｓｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍｂｙｔｈｅｒｍａｌｓｐｒａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｃｈｉｅｖｅｇｏｏｄｒｅｓｕ…     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

复合多防涂装在海水中的防护性能

介绍了油漆涂层，金属喷涂层，金属喷涂层／油漆封闭等13种复合多防涂装在静海和动海海水试验中的耐海水腐蚀性能，并对其耐腐蚀性能作了简要分析，进而选出最佳的涂装体系，实践结果表明，704＋842＋546环氧沥青，702＋846＋546环氧沥青，热喷A1涂层和喷A1＋842＋546环氧沥青4种涂装具有优良的耐静海海水腐蚀性能，环氧石英砂浆和热喷铝＋843＋546环氧沥青2种涂装具有优良的耐动海海水腐蚀性能。