CeO_2对铝合金表面激光熔覆增材制造Ni60合金层组织及耐蚀性影响

利用激光增材制造技术,在6063Al基体表面制备了添加不同含量CeO_2的Ni60合金层,并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行了分析和测试,研究稀土CeO_2对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,在表面形貌上,4%~5%CeO_2(质量分数,下同)的合金层形貌最好,CeO_2含量低于3%时难以获得表面良好的合金层,CeO_2含量在5%~10%时,合金层表面气孔、脱落等缺陷较少;在截面形貌上,合金层中CeO_2含量在0%~2%时易出现裂纹,含量在5%~10%时主要缺陷为气孔,4%CeO_2+Ni60合金层中无明显气孔和裂纹,具有相对较好的截面形貌;添加4%CeO_2可以改善Ni60合金层的组织结构,促进合金层的晶粒细化和组织分布均匀;添加不同含量CeO_2可以改善铝合金表面Ni60合金层的组织形貌,较佳的稀土添加量是4%CeO_2;在1 mol/L H2SO4中,CeO_2+Ni60合金层的耐腐蚀性能是Ni60合金层的4.23倍;在3.5%Na Cl溶液中,CeO_2+Ni60合金层耐腐蚀性能是Ni60合金层的1.43倍;在1 mol/L Na OH溶液中,CeO_2+Ni60合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的1.42倍。     

Y2O3对铝合金激光增材制造界面组织及耐蚀性影响

利用激光增材制造技术,在6063Al基体表面制备了Ni60-Y2O3合金层,并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试,研究稀土Y2O3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合,与未添加稀土的Ni60合金层相比,Ni60- Y2O3合金层的气孔和裂纹大幅降低,孔隙率减小,晶粒度变大且细化作用明显,晶粒分布较弥散,具有较好的组织形貌;Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl (Cr)、Al3Ni、AlNi3、Al等,添加Y2O3后的合金层中出现了Y2O3、YAl3、AlNiY、Ni17Y2等稀土化合物的衍射峰;耐腐蚀性研究表明,在1mol/L H2SO4溶液中,添加Y2O3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍;在3.5% NaCl溶液中,Ni60-Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍;在1mol/L NaOH溶液中,Ni60- Y2O3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见,加入稀土Y2O3 使Ni60合金层晶粒细化、组织改善,并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。     

稀土 CeO2 含量对 Al 合金激光熔覆层组织形貌的影响

目的研究稀土氧化物CeO2的含量对铝合金表面Ni基激光熔覆层组织形貌的影响,降低Ni60熔覆层的气孔、开裂等组织缺陷。方法采用激光熔覆技术,在6063Al表面制备CeO2含量不同的Ni60熔覆层,对熔覆层的表面形貌、截面形貌及微观组织进行对比分析。结果 CeO2质量分数低于3%时,难以获得表面良好的熔覆层,0%~2%时易出现裂纹;CeO2质量分数在4%~5%的熔覆层形貌最好,无明显气孔和裂纹,尤其4%时具有相对较好的截面形貌;CeO2质量分数在5%~10%的熔覆层主要缺陷为气孔,且气孔、脱落等缺陷较少。结论添加CeO2可以改善铝合金表面Ni60熔覆层的组织形貌,尤其4%的CeO2可以改善Ni60熔覆层的组织结构,促进熔覆层的晶粒细化和组织分布均匀,是较佳的添加量。     

稀土对铁基粉末冶金材料渗硼强化性能的影响

在渗硼剂中添加质量分数为 1%、2%、3%和 4%的 CeO2 ,在烧结温度为 1050 ℃情况下对铁基粉末冶金材料渗硼处理 5 h,制备出具有渗硼层的铁基粉末冶金试样。 从渗硼层厚度、微观组织结构、表面粗糙度和摩擦磨损性能等方面研究渗硼剂中 CeO₂ 的添加量对渗硼层性能的影响。 结果表明:随 CeO₂ 含量增加,试样表面粗糙度逐渐增大,渗硼层厚度一开始增大而后显著减小。 与不添加 CeO₂ 相比,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层厚度增加了 31%,表面组织更加致密均匀,磨损轨迹未损坏,磨损量低于其他试样;添加 4% CeO₂ 试样的渗硼层厚度减小了 82. 6%,表面组织出现大量孔洞及裂纹,磨损轨迹破坏严重,磨损量高于其他试样。 说明过量的 CeO₂抑制渗硼作用,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层具有更加优良的抗磨损性能。     

Y_2O_3对铝合金表面激光增材制造组织及耐蚀性影响

利用激光增材制造技术,在6063Al基体表面制备了Ni60-Y_2O_3合金层,并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试,研究稀土Y_2O_3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合,与未添加稀土的Ni60合金层相比,Ni60-Y_2O_3合金层的气孔和裂纹大幅降低,孔隙率减小,晶粒度变大且细化作用明显,晶粒分布较弥散,具有较好的组织形貌;Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl(Cr)、Al_3Ni、AlNi_3、Al等,添加Y_2O_3后的合金层中出现了Y_2O_3、YAl_3、AlNiY、Ni_(17)Y_2等稀土化合物的衍射峰;耐腐蚀性研究表明,在1 mol/L H_2SO_4溶液中,添加Y_2O_3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍;在3.5%NaCl溶液中,Ni60-Y_2O_3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍;在1 mol/L NaOH溶液中,Ni60-Y_2O_3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见,加入稀土Y_2O_3使Ni60合金层晶粒细化、组织改善,并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。     

WC对定向结构Ni60涂层耐蚀性能的影响研究

为了研究WC含量对Ni60合金涂层耐腐蚀性能的影响规律及相关机制,向Ni60合金粉体中添加不同质量分数的WC,通过高频感应重熔和强制冷却技术,在45^#钢表面制备WC添加的Ni60/WC复合定向结构涂层,采用SEM、EDS、XRD、电化学性能测试和浸泡实验等检测手段分析研究了WC颗粒增强Ni60合金的定向结构复合涂层的耐腐蚀性能及其机制。结果表明：随着WC添加量的增加,极化电阻先增大后减小,WC添加量10%时达到最大值9710.8 Ω;腐蚀电流密度先减小后增大,WC添加量10%时最小为1.34×10_^-6 A/cm_²。WC添加量对涂层显微形貌、元素分布、物相均有影响,进而影响涂层耐蚀性能。     

铝合金表面激光熔覆CeO_2+Ni60A熔覆层的组织及耐磨性

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加不同CeO2含量的Ni60A合金熔覆层,分析了CeO2+Ni60A熔覆层的显微组织及硬度,筛选了最佳稀土添加量,并研究了其耐磨性能。结果表明:Ni60A熔覆层中稀土CeO2含量低于2%(质量分数)时易出现气孔,高于2%时易开裂;添加CeO2的含量为2%时,熔覆层的组织缺陷较少,表面硬度较高,微观组织均匀且晶粒细小;熔覆层中稀土的含量不宜超过4%,过量的CeO2对硬度的提高作用不大,而CeO2的含量在0%~2%的范围内随着其含量的增加,硬度升高明显;在相同磨粒磨损条件下,2% CeO2+Ni60A熔覆层的耐磨性是铝合金基体的7.1倍,是Ni60A熔覆层的1.6倍;激光熔覆Ni60A可以显著降低表面摩擦系数,而添加Ce能提高熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善耐磨性能。     

CeO2对TiCx增强钛基激光熔覆层成形质量和组织的影响

采用同轴送粉激光熔覆技术在 Ti6Al4V 钛合金表面成功制备了未添加和添加质量分数为 2% CeO₂ 的 Ti6Al4V+NiCr-Cr₃C₂ 多道搭接熔覆层,运用渗透探伤技术、光学显微镜、X 射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、电子探针等分析方法研究了 CeO₂ 添加对熔覆层成形质量、微观组织和元素分布的影响规律。 结果表明,添加 CeO₂ 完全抑制了熔覆层表面裂纹,显著降低了气孔率(2. 76%→1. 65%)。 熔覆层主要由 β 固溶体(CrTi₄ )和缺位型碳化钛(TiC_x )组成。 除了新结晶的 CeO₂ 外,添加 CeO₂ 对熔覆层物相没有影响。 此外,添加 CeO₂ 致使基体 β 相中 Ni 和 Cr 元素呈现明显的偏析现象,且 Ni 元素偏析程度更加显著,而对 Al 和 V 元素均匀分布特征没有显著影响。 新析出的稀土氧化物 CeO₂ 主要分布于 TiC_x 与 CrTi₄ 相界处。 添加 CeO₂ 细化了 TiC_x 枝晶,降低了枝晶 TiC_x 含量(55%→40%)。 熔覆层各微区(熔覆区、过渡区和结合区)碳化钛组织存在显著差异,其组织特征分别为枝晶状、颗粒状、细小针状。 缺位型碳化钛 TiC_x 中 C 原子含量呈现明显差异,x 的取值范围为 0. 21 ~ 0. 74,且一次枝晶含碳量高于二次枝晶。 硬度和摩擦磨损测试结果表明,Ti6Al4V 基材、未添加和添加质量分数为 2% CeO₂ 激光熔覆层的显微硬度分别为 363. 2、488. 2 和 464. 2 HV_{0. 5} ,磨损率分别为 5. 62×10^-6 、2. 5×10^-7 和 2. 43×10^-6 g / Nmin。     

Ni含量对Zn-Ni合金镀层的耐蚀性影响

    采用中性盐雾试验对Zn-Ni合金镀层的耐蚀行为进行了研究,并用扫描电镜、辉光放电光谱仪和X射线衍射仪等手段分析了不同Ni含量的Zn Ni合金镀层的微观形貌与结构、成分变化规律以及腐蚀产物.结果表明:（1）随着镀层的不断沉积,Ni的含量先增加后减小,在镀层中出现Ni的富积层;（2）Ni含量在5%~15%范围内时,Zn-Ni合金镀层的相结构体现出很复杂的结构特征:（3）经过钝化处理的Zn-Ni合金镀层的耐蚀性远高于镀Zn钝化层、镀Cd钝化层和Cd-Ti合金镀层的耐蚀性;（4）Zn-Ni合金镀层腐蚀产物主要是ZnO和ZnCl₂·4Zn(OH)₂,并且含有少量的2ZnCO₃·3Zn(OH)₂.     

超细WC颗粒对纳米CeO2增强激光镍基涂层的显微组织和耐磨性影响

CO₂激光器熔覆1wt.%纳米CeO₂和20wt.%WC添加的镍基合金涂层的磨损、显微组织与1wt.%纳米CeO₂添加镍基合金涂层进行对比。上述两种涂层均熔覆在基体30CrMnSiNi2A上并呈优良冶金结合。超细碳化物WC对WC-CeO₂/Ni涂层的显微组织影响由X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)连同能量色散谱(EDS),电子探针(EPMA)进行分析。添加WC后M₂₃C₆增多,而M₇C₃减少。通过维氏硬度计和磨损测试系统对有WC添加和无添加CeO₂镍基合金涂层进行综合机械性能比。得出结论WC-CeO₂/Ni涂层明显优于CeO₂/Ni涂层。极少数热裂纹出现于WC-CeO₂/Ni涂层,萌生并扩展于熔池凝固过程中,对此做了SEM和EDS分析。裂纹机理可归因为铁稀释和WC添加导致的涂层与基体30CrMnSiNi2A间线膨胀系数间差异。     

6061铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及摩擦磨损性能

为提高铝合金的表面性能,利用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了添加稀土Ce O2的Ni60熔覆层,并通过金相显微镜、SEM、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验机等设备研究了CeO2对Ni60熔覆层组织结构、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明,加入2%的Ce O2可有效地减少熔覆层中的裂纹、孔洞和夹杂物,促进晶粒细化,提高熔覆层的组织均匀性、表面硬度及耐磨损性能;在相同磨粒磨损条件下,CeO2+Ni60熔覆层的耐磨性是铝合金的7.1倍,是Ni60熔覆层的1.6倍;Ni60熔覆层可以显著降低铝合金表面摩擦系数,而添加稀土CeO2能提高Ni60熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善Ce O2+Ni60熔覆层的耐磨性能.     

稀土Y2O3对6063Al激光熔覆镍基熔覆层耐磨性的影响

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加有不同含量Y₂O₃的Ni60合金熔覆层,并对熔覆层进行了耐磨性试验. 通过分析熔覆层组织、熔覆层表面磨痕形貌、磨损量及摩擦系数,研究Y₂O₃含量对铝合金表面激光熔覆Ni基涂层耐磨性能的影响. 结果表明,添加5%Y₂O₃的Ni60熔覆层组织呈现明显的网状分布的枝晶和细小的等轴晶,稀土Y₂O₃可以改善铝合金表面Ni60熔覆层的组织,促进晶粒细化和成分分布均匀;添加稀土Y₂O₃的Ni60基熔覆层较Ni60熔覆层的磨损面崩损程度减小了,摩擦稳定性得到提高;随着稀土含量提高,熔覆层的磨损量减小,但Y₂O₃含量高于5%时磨损量基本不会大幅变化;5%Y₂O₃+Ni60熔覆层具有良好的磨损形貌、较低的磨损量以及较稳定的摩擦系数,其熔覆层的耐磨性是Ni60熔覆层的6.1倍,是6063Al合金基体耐磨性的20.1倍.     

Inconel617合金表面电子束熔覆NbMoCr显微组织和耐腐蚀性的探讨

为了提高Inconel617合金(简称617合金)材料的表面性能,利用电子束熔覆技术在617合金表面制备了NbMoCr熔覆层. 对它的显微组织、硬度和耐腐蚀性能进行了研究,并与617合金进行了对比. 结果表明,NbMoCr熔覆层的组织更均匀,晶粒更细小,气孔等缺陷更少,且生成了微量M₂₃C₆,Cr₇C₃,Cr₄Si₄Al₁₃,CoCx等硬质相,提高了熔覆层的表面硬度及耐腐蚀性. 经检测,熔覆层硬度相比617合金硬度高出86 HV10. 电化学腐蚀测试表明,在1 mol/L H₂SO₄溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的5.16倍;在3.5 %的NaCl溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的4.6倍;在1 mol/L NaOH 溶液中,617合金自腐蚀电流密度是NbMoCr熔覆层的3.12倍.     

Hot Corrosion Studies of Detonation-Gun-Sprayed NiCrAlY?+?0.4?wt.% CeO2 Coated Superalloys in Molten Salt Environment

Rare earth oxide (CeO₂) has been incorporated in NiCrAlY alloy and hot corrosion resistance of detonation-gun-sprayed NiCrAlY + 0.4 wt.% CeO₂ coatings on superalloys, namely, superni 75, superni 718, and superfer 800H in molten 40% Na₂SO₄-60% V₂O₅ salt environment were investigated at 900 °C for 100 cycles. The coatings exhibited characteristic splat globular dendritic structure with diameter similar to the original powder particles. The weight change technique was used to establish corrosion kinetics. X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy/energy-dispersive analysis (FE-SEM/EDAX), and x-ray mapping techniques were used to analyze the corrosion products. Coated superfer 800H alloy showed the highest corrosion resistance among the examined superalloys. CeO₂ was found to be distributed in the coating along the splat boundaries, whereas Al streaks distributed non-uniformly. The main phases observed for the coated superalloys are oxides of Ni, Cr, Al, and spinels, which are suggested to be responsible for developing corrosion resistance.     

Characterization of plasma electrolytic oxide formed on AZ91 Mg alloy in KMnO4 electrolyte

The aim of this work is to investigate microstructure, corrosion resistance characteristics and nanohardness of the oxide layer on AZ91 Mg alloy by applying different voltage with KMnO₄ contained solution. There are lots of closed pores that are filled with another oxide compound compared with the typical surface morphology with pore coated until 350 V of coating voltage. The thickness of oxide layer increases with increasing coating voltage. The oxide layer formed on AZ91 Mg alloy in electrolyte with potassium permanganate consists of MgO and Mn₂O₃. Corrosion potential of the oxide layer on AZ91 Mg alloy obtained at different plasma electrolytic oxidation(PEO) reaction stages increases with increasing coating voltage. The corrosion resistance of AZ91 Mg alloy depends on the existence of the manganese oxide in the oxide layer. The inner barrier layer composed of the MgO and Mn₂O₃ may serve as diffusion barrier to enhance the corrosion resistance and may partially explain the excellent anti-corrosion performance in corrosion test. Nanohardness values increase with increasing coating voltage. The increase in the nanohardness may be due to the effect of manganese oxide in the oxide layer on AZ91 Mg alloy coated from electrolyte containing KMnO₄.     

Improving Corrosion Resistance of Ferrous Alloy to Molten Zn by Modifying the Laves Phase Characteristics

The Laves phase morphology in the Fe25Mo14Cr10Ni1Si (wt.%) alloy was modified by Si addition to improve the corrosion resistance of the ferrous alloy to molten zinc. The Si-containing alloy showed a woven, needle-like Laves phase with higher Mo content than that of the Fe25Mo14Cr10Ni alloy. Corrosion resistance to molten Zn for the Si-containing alloy was more than 20 times higher than that of the silicon-free alloy mainly as a result of the characteristics of the modified Laves phase. This phase was oriented perpendicular to the Zn-diffusion direction, which effectively prevented corrosion by the molten Zn, leading to a denser FeZn₁₃ layer rather than the FeZn₁₀ layer produced in the Fe25Mo14Cr10Ni alloy.     

Characterization and corrosion studies of ceria thin film based on fluorinated AZ91D magnesium alloy

The CeO₂ thin film was prepared via sol-gel method on fluorinated AZ91D magnesium alloy surfaces. The surface morphology, composition and the corrosion resistance of the film were investigated in details using scanning electron microscope, X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy as well as potentiodynamic polarization tests. It was found that small amount of MgO and MgF₂ were encapsulated in CeO₂ thin film. The electrochemical measurement results demonstrated that the CeO₂ thin film on fluorinated AZ91D magnesium alloy could improve the corrosion resistance approximately by two orders of magnitude compared with that of the bare substrate.     

纳米CeO2掺杂对烧结钕铁硼磁体表面Zn-Al涂层性能的影响

采用喷涂工艺在烧结钕铁硼磁体表面制备了不同纳米 CeO₂ 掺杂量的 CeO₂ / Zn-Al 复合涂层。 利用扫描电子显微镜、显微硬度仪、盐雾试验箱和电化学工作站对 CeO₂ / Zn-Al 复合涂层的微观结构、力学性能及耐腐蚀性能进行表征分析。 结果表明:CeO₂ 纳米颗粒较均匀弥散分布于 Zn-Al 涂层中,不仅能够增加 Zn-Al 涂层的硬度,而且可以提高 Zn-Al 涂层的屏蔽性能,CeO₂ / Zn-Al 复合涂层耐中性盐雾试验能力高达 720 h。 添加的 CeO₂ 颗粒能够隔绝 Zn-Al 涂层中的锌铝薄片之间的直接接触,起到绝缘作用,延长了腐蚀介质渗入钕铁硼基体的腐蚀通道。