激光重熔制备TA1表面Ni/Al复合抗高温氧化涂层

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al复合涂层.利用激光重熔使得Ni层与Al层发生冶金反应,对试件进行800℃×40 h连续氧化.根据生成的金属间化合物特征研究纯钛的高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理后Ni/Al复合涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性能.在激光重熔过程中Ni/Al复合涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni形成以Ni₂Al₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al复合涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃氧化膜与大量NiAl相,表面扩散层中的富铝相可为表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

NiAl/Al复合涂层高温抗氧化性能与扩散机制

为了延长纯钛在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在纯钛表面制备了NiAl/Al复合涂层.在热处理炉中进行800℃×50 h连续氧化实验,根据NiAl层与纯Al层反应生成的金属间化合物性能,考察涂层的高温抗氧化行为和高温防护机制.结果表明,复合涂层在体系中具有足够的Al、Ni元素,可在涂层外表面形成以Al₂O₃为主的氧化物防护层,从而阻碍氧向内侵入.在高温氧化过程中NiAl/Al涂层中的Al发生熔化扩散,并与Ni和Ti形成以NiAl、Ni₂Al₃、NiAl₃及TiAl₃富Al相为主的扩散阻挡层.NiAl/Al复合涂层显著提高了纯钛的高温抗氧化能力.     

NiAl/Al复合涂层高温抗氧化性能与扩散机制

为了延长纯钛在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在纯钛表面制备了NiAl/Al复合涂层.在热处理炉中进行800 ℃×50 h连续氧化实验,根据NiAl层与纯Al层反应生成的金属间化合物性能,考察涂层的高温抗氧化行为和高温防护机制.结果表明,复合涂层在体系中具有足够的Al、Ni元素,可在涂层外表面形成以Al₂O₃为主的氧化物防护层,从而阻碍氧向内侵入.在高温氧化过程中NiAl/Al涂层中的Al发生熔化扩散,并与Ni和Ti形成以NiAl、Ni₂Al₃、NiAl₃及TiAl₃富Al相为主的扩散阻挡层.NiAl/Al复合涂层显著提高了纯钛的高温抗氧化能力.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900℃×5 h热处理后,再进行900℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900 ℃×5 h热处理后,再进行900 ℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

加热扩散对电弧喷涂Al涂层的影响

为了提高Al涂层的抗高温氧化性及硬度,采用电弧喷涂方法在Q235碳钢基体上制备了Al涂层.结果表明,经过加热扩散处理后Al涂层和基体之间形成了扩散层.涂层厚度、加热温度与加热时间对扩散层具有一定影响.当加热温度为800℃和900℃时,Al涂层主要形成相为Fe Al、Fe Al2、Fe Al3和Fe2Al5.经过加热扩散处理后Al涂层具有优良的抗高温氧化性,且平均硬度相比未经加热扩散处理的Al涂层提高了10倍以上,利用扩散系数求出的扩散层深度与实际扩散层深度相近.     

TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

等离子喷涂热障涂层抗氧化性能研究

热障涂层在航空发动机热端部件上有着越来越广泛的应用 ,由于热端部件工作温度很高 ,它的抗高温氧化性显得十分重要。通过 90 0℃恒温静态氧化试验和循环氧化试验 ,对用空气等离子喷涂方法制备的热障涂层试样进行了抗氧性能测试 ,并对其结果进行了详细的分析。结果表明 ,此热障涂层系统在 90 0℃的抗氧化性能良好 ;为保持良好的抗氧化性能 ,防止涂层剥落 ,热循环次数不能超过 90次 ;静态氧化曲线基本遵循抛物线规律。此外 ,影响热障涂层的因素有热应力、残余应力、ZrO2 相变以及热腐蚀等     

激光重熔对氧化铝涂层的组织结构及性能的影响

用ＲＳ—１７００ＳＭ型轴流式ＣＯ２激光器对Ａｌ２Ｏ３涂层进行了重熔，降低了原始涂层中的孔隙，消除了涂层的层状结构，得到了致密均匀的涂层，使重熔层的显微硬度明显提高．高温氧化试验表明：激光表面重熔提高了Ａｌ２Ｏ３涂层的抗高温氧化性     

电弧离子镀(Ti,Al)N涂层高温氧化形貌分析

利用电弧离子镀在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面上沉积了(Ti,Al)N梯度涂层,通过用扫描电镜对700℃空气条件下氧化500h试样表面形貌分析来测定其抗高温氧化性能.分析表明:700℃条件下(Ti,Al)N涂层试样表面形成致密完整的Al2O3氧化物层,在200h以后出现少数氧化物颗粒的长大现象.分析认为(Ti,Al)N涂层优良的抗高温氧化性能是由于其特有的成分与结构所致.(Ti,Al)N为陶瓷涂层,氧化时先要发生氮化物的分解,而生成的Al2O3氧化膜不仅可以抑制O、Al等元素的扩散,也会抑制N元素的扩散,使N2在氧化反应界面处富集而降低氧分压,从而会进一步降低氧化速度,少数大氧化物颗粒的出现对涂层的高温氧化性影响甚微.     

梯度(Ti,Al)N涂层的微观结构与机械性能研究

利用电弧离子镀技术在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV在不锈钢上沉积了（Ti,Al）N梯度涂层,X射线衍射的结果表明涂层为B1型（Nacl）单相结构,具有（220）择优取向．扫描电镜观察表明,涂层均匀致密,与基体结合良好．电子探针元素线分析和截面面分布表明,所制备的涂层是内层富TiN、外层富（Ti,Al）N的梯度涂层,试验结果表明,（Ti,Al）N梯度涂层具有良好的耐磨性等机械性能．     

Corrosion resistance of Molybdenum Nitride modified Ti6Al4V alloy in HCl solution

The Mo-N surface modified layer on Ti6Al4V alloy was obtained by the plasma surface alloying technique. The structure and composition of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy were investigated by X-ray diffraction （XRD） and glow discharge optical emission spectroscopy （GDOES）. The Mo-N modified layer contains Mo-N coating on subsurface and diffusion layers between the subsurface and substrate. The X- ray diffraction analysis of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy reveals that the outmost surface of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy is composed of phase Mo2N （fcc） and Mo2N （tetr）. The electrochemical corrosion performance of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy in 0.5 mol/L HCl solution was investigated and compared with that of Ti6Al4V alloy. The chemical corrosion performance of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy in boiling 37% HCl solution was investigated and compared with that of Ti6Al4V alloy. Results indicate that self-corroding electric potentials and corrosion-rate of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy are higher than that of Ti6Al4V alloy in 0.5 mol/L HCl solution. The corrosion-rate of the Mo-N modified Ti6Al4V alloy is lower than that of Ti6Al4V alloy in boiling 37% HCl solution.     

Ti6Al4V合金表面纳米管阵列的制备

以氢氟酸和铬酸为电解液,采用阳极氧化法在Ti6Al4V合金表面制备高密度的纳米管阵列.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了电解液中CrO3的作用机理.结果表明:电解液种类决定能否形成多孔氧化膜,而电解液的浓度影响多孔氧化膜的形貌和孔径大小;纳米管阵列氧化膜主要由大部分非晶态组织的TiO2,Al2O3和少部分晶态的Al2TiO5,Al3Ti5O2,Al2O3组成,氧化膜内的Al,Ti原子比高于基体中的Al,Ti原子比;CrO3浓度的高低会影响氧化膜的结构.     

加热温度对铸态Ti1100氧化及表面形貌的影响

研究了铸态Ti1100在不同温度下保温5小时的氧化增重和表面形貌.结果表明,随着加热温度的升高,铸造Ti1100氧化加重.300℃基本不氧化;500℃-700℃,Ti1100试样增重0.28-0.62%;1100℃氧化增重严重,达到12.73%;钛的氧化增重为吸氧.用JSM-6360LV型扫描电子显微镜观察试样表面形貌,300-600℃氧化膜极薄且致密;700℃试样表面有少量的氧化腐蚀坑,表面较致密;900℃试样表面有较多的突起氧化层,表面不致密;1100℃氧化层为板片状TiO2.氧化过程为高温时,氧化膜晶粒粗大变得疏松,氧通过氧化膜扩散进基体.     

显微组织对Ti3Al基金属间化合物拉伸性能的影响

对三种显微组织Ｔｉ３Ａｌ基金属间化合物在室、高温拉伸试验，用ＳＥＭ和ＴＥＭ观察试样的形变和断裂特征，并用微机处理实验数据，发现：材料的力学性能与断口和位错组态的变化密切相关．随固溶温度提高，强度增加，延性降低；随实验温度升高，强度降低，延性增加．三种组织室温拉伸均为解理断裂，高温呈解理与沿晶混合断裂．     

电弧喷铝涂层保护及桥梁大面积长效防腐

分析了大气对桥梁的腐蚀环境和影响因素，研究电弧喷铝涂层腐蚀失效机理和耐腐蚀性．结果表明经有机封闭处理的电弧喷铝复合涂层的防腐效果最好；同时结合兰州雁滩黄河大桥钢管混凝土拱肋的防腐，介绍大面积机械化有机封闭电弧喷铝复合涂层防腐施工工艺。