真空热处理对Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层体系组织结构及元素扩散行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在Ti6A14V基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、X射线衍射(XRD)分析以及显微硬度测试，研究了真空热处理对NiCrAlY涂层组织性能的影响，讨论了Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层界面元素扩散规律。结果表明：700℃真空热处理后，NiCrAlY涂层中开始析出γ-Ni3Al相，这提高了涂层的表面硬度；在700℃温度下，Ti6A14V基体／NiCrAlY涂层界面由外至内出现Ni3(Al，Ti)、TiNi和Ti2Ni中间化合物层，并随着温度提高，界面处中间化合物层增厚；700℃时，主要发生了镍、钛元素的扩散，铬元素在870℃开始发生扩散。当温度提高到950℃后，由于镍元素大量向Ti6A14V基体扩散引起涂层的退化失效。     

真空热处理对Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层体系组织结构及元素扩散行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在Ti6Al4V基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层. 通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、 X射线衍射(XRD)分析以及显微硬度测试, 研究了真空热处理对NiCrAlY涂层组织性能的影响, 讨论了Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面元素扩散规律. 结果表明: 700.℃真空热处理后, NiCrAlY涂层中开始析出γ′-Ni3Al相, 这提高了涂层的表面硬度; 在700.℃温度下, Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面由外至内出现Ni3(Al,Ti)、 TiNi和Ti2Ni中间化合物层, 并随着温度提高, 界面处中间化合物层增厚; 700.℃时, 主要发生了镍、钛元素的扩散, 铬元素在870.℃开始发生扩散. 当温度提高到950.℃后, 由于镍元素大量向Ti6Al4V基体扩散引起涂层的退化失效.     

真空热处理对镍基单晶高温合金溅射NiCrAlY涂层抗氧化性能的影响

用磁控溅射法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY涂层，研究了真空热处理对涂层组织结构及抗氧化性能的影响。结果表明，溅射NiCrAlY涂层主要由γ－Ni和β－NiAl两相组成，元素分布均匀；经真空热处理后，涂层主要由γ‘－Ni3Al、β－NiAl相和极少量的α－Al2O3相组成，元素分布变得不均匀，最外层富Al贫Cr。真空热处理可使溅射NiCrAlY涂层表面较早生成保护性能良好的α－Al2O3.1000℃氧化200h，溅射涂层氧化膜有较大部分已经剥落，但真空热处理涂层的氧化膜仍较好地粘附在涂层基体上。真空热处理使溅射NiCrAlY涂层表面生成的氧化膜粘附性更好，提高了溅射NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

NiCrAlY涂层／Ni基单晶高温合金的元素扩散及界面特性

采用磁控溅射方法在Ni基单晶高温合金上沉积NiCrAlY涂层，研究了真空热处理及高温氧化过程中，NiCrAlY涂层／Ni基单晶合金界面显微结构的变化及元素扩散行为。结果表明，原始涂层成分分布比较均匀，各元素分布在涂层／基体界面呈陡然变化。真空热处理时，涂层与基体间发生互扩散，NiCrAlY涂层的显微结构和相结构发生变化：涂层／基体界面区出现互扩散层(内、外扩散层)；出现γ-Ni3Al和α-Cr两新相，导致涂层局部区域富Cr。1000℃氧化200h后，涂层／基体界面区的互扩散层增厚，并且在其下的基体中出现扩散影响层。Ta在涂层中扩散时，置换了部分γ-Ni3Al相中的Al，导致γ相的晶格常数α0增大。     

高温钛合金溅射NiCrAlY涂层氧化行为的研究

研究了Ｔｉ－１１００高温钛合金表面溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层对钛合金在６００℃－８００℃空气中氧化性能的影响。结果表明：由于在涂层表面形成均匀连续的Ａｌ２Ｏ３保护膜而显著改善了高温钛合金的抗氧化性,涂层本身的微晶组织使其具有良好的抗剥落能力。但在８００℃时,基体中少量Ｔｉ扩散到涂层表面形成ＴｉＯ,同时涂层中的Ｎｉ强烈向基体扩散,在基体和涂层中分别形成扩散带和空洞。     

溅射NiCrAlY涂层对IC6合金性能的影响

研究了溅射Ｎｉ－４０Ｃｒ－１０Ａｌ－０．５Ｙ涂层对Ｎｉ３Ａｌ基金属间化合物ＩＣ６合金性能的影响。结果表明ＮｉＣｒＡｌＹ涂层可以大大提高ＩＣ６合金在１０００－１１００℃下的抗氧化性能和９００℃纯Ｎａ２ＳＯ４中的抗热腐蚀性能，同时涂层还可使合金的力学性能及冷热疲劳性能得到改善。     

真空热处理对多弧离子镀TiAlSiN涂层性能的影响

为提高TiAlSiN涂层的力学性能,研究了真空热处理对多弧离子镀TiAlSiN涂层微观组织和力学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、自动划痕仪、纳米压痕仪、摩擦磨损测试仪等表征其表面形貌、物相组成和力学性能。结果表明:热处理引起了涂层的晶格畸变,降低了TiN固溶体相的平均晶格常数,导致其衍射峰向高角度偏移;热处理会粗化涂层表面,并导致TiAlSi中间过渡层界面消失。经过800℃热处理后,涂层的纳米硬度和结合力达到最大值,分别为35.01 GPa和54.45 N;涂层的平均摩擦因数最小,由热处理前的0.679降低至0.372,比热处理前下降了约45.2%。     

NiCrAlY涂层对单晶镍基合金高温氧化行为的影响

通过对有无NiCrAlY涂层镍基单晶合金进行不同温度的恒温氧化动力学曲线测定及组织结构观察,研究了纳米晶NiCrAlY涂层对高Cr单晶镍基合金高温氧化行为的影响。结果表明：在高温氧化期间,无涂层试样发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2O3、Cr2O3的混合氧化物,在次表层氧化物中富含元素Ta,而元素Al贫化,并在近基体区域存在内氧化物;随氧化温度升高,元素Al的贫化区尺寸增大,其中,富Ta相可抑制基体中元素Al向外扩散,延缓合金的氧化速率。合金在氧化初期增重迅速,而恒温氧化增重动力学曲线呈现起伏波动的原因,归结于表面氧化膜的形成与剥落。高Cr单晶合金经溅射NiCrAlY纳米晶涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;有涂层试样在不同温度的恒温氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,其形成的Al2O3氧化膜不发生明显的剥落,仅在基体近涂层/基体界面区域存在少量AlN内氮化物。     

真空热处理对APS-NiCoCrAlY+APS-YSZ热障涂层热循环寿命的影响

通过大气等离子喷涂在HA188合金基材上制备NiCoCrAlY+YSZ热障涂层,然后分别对试样在高真空和低真空中进行1080 ℃的热处理。通过在1100 ℃对热处理前后的热障涂层进行热循环考核,并在具备EDS的扫描电镜下分析了热循环前后的显微组织和成分。结果表明,真空热处理显著提高了APS-NiCoCrAlY+APS-YSZ热障涂层的热循环寿命,一方面是由于真空热处理后在APS-NiCoCrAlY/APS-YSZ界面上形成连续的TGO层受到了抑制,降低了由TGO产生的应力开裂,另一方面真空热处理后的涂层热循环时在APS-NiCoCrAlY的内部产生了更多的氧化物,在一定程度上降低了APS-NiCoCrAlY的热膨胀系数,减少了由APS-NiCoCrAlY/APS-YSZ热膨胀系数不匹配造成的应力开裂。并且低真空热处理的涂层内部失效裂纹没有像高真空热处理的涂层那样均匀连续扩展。     

Ni-Cr-Al-Y涂层真空热处理过程中元素的行为

采用电弧离子镀技术在铸造镍基合金Ｋ１７和Ｎｉ３Ａｌ基合金ＩＣ－６沉积Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层。结果表明,在沉积过程中由于电弧离子镀的“溅射”和“反溅射”效应以及基体和涂层发生互扩散的共同作用下,沉积的Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层在靠近基体区含有少量基体元素,如Ｃｏ,Ｔｉ和Ｍｏ等,Ｋ１７合金中的Ａｌ元素可抑制Ｃｒ由涂层向基体扩散,ＩＣ－６合金中由于还含有Ｍｏ元素,使这种抑制作用进一步增强,在１０５０℃真     

热处理对β钛合金微弧氧化膜特性的影响

通过对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金进行热处理,研究热处理工艺对该合金的相组成和电阻率的影响以及对氧化膜的厚度、粗糙度、微观形貌及相组成的影响。结果表明,通过热处理改变Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金的相组成,热处理后试样的电阻率小幅降低;经850℃固溶热处理后所获微弧氧化膜的厚度和粗糙度最小,分别为48.3和7.45μm;微弧氧化膜微观形貌显示,经750和850℃固溶热处理后的试样,在微弧氧化后,其膜层表面裂纹较少,并且致密;微弧氧化膜主要的组成相为金红石相TiO_2和锐钛矿相TiO_2。     

钛合金基体上AlCrN涂层的冲蚀磨损行为研究

目的研究钛合金基体表面的Al CrN涂层在固体粒子冲蚀条件下的磨损性能和材料去除机制。方法采用阴极电弧离子镀物理气相沉积技术在钛合金基体表面制备AlCrN硬质涂层。利用扫描电镜(SEM)分析冲蚀试验前后试样表面的微观形貌;利用能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的化学成分和物相组成;利用白光干涉轮廓仪检测试样表面粗糙度和冲蚀试验后试样表面的冲蚀坑深度;利用纳米压痕仪和多功能材料表面性能测试仪测量试样的显微硬度、弹性模量和涂层与基体的结合力;利用冲蚀试验机考察高角度冲蚀条件下试样的抗冲蚀磨损性能。结果抛光后的钛合金表面光滑,没有明显缺陷,硬度为4.29 GPa,弹性模量为141.02 Gpa。Al Cr N涂层厚度约为10.5μm,表面有大量尺寸不一的球形颗粒和圆形凹坑等生长缺陷,硬度为23.27GPa,弹性模量为264.95GPa,XRD图谱表明AlCrN涂层中主要存在AlN相和Cr N相。在冲蚀角度90°、粒子冲击速度85 m/s和冲蚀粒子供给速率(2±0.5) g/min的条件下,Al CrN涂层的冲蚀坑深度仅为钛合金基体的1/10。通过冲蚀表面微观形貌观察与分析发现,钛合金基体表面的冲蚀磨损特征主要有冲击凹坑、挤压唇和微切削痕,Al Cr N涂层表面的冲蚀磨损特征主要有微切削痕、大颗粒塑性变形和剥落坑。结论钛合金的冲蚀磨损行为为典型的塑性材料冲蚀磨损机制。AlCrN涂层在冲蚀早期为塑性材料冲蚀磨损机制,随着冲蚀的进行,既有塑性材料冲蚀磨损机制,又有脆性材料冲蚀磨损机制。     

真空退火对TC4钛合金表面Ti/TiN多层复合涂层性能的影响

金属基体材料表面硬质膜层在服役过程中,残余应力在膜基界面以及膜层内部界面之间的积聚会导致膜层发生界面剥落失效。以TC4钛合金基体表面Ti/TiN多层复合膜层为研究对象,探讨真空退火对复合膜层结构及性能的影响,并表征退火前后复合膜层的界面划痕失效以及抗粒子冲蚀性能。结果表明,真空退火促进了膜层内部以及膜基界面两侧原子的热扩散,使得界面结构特征明显弱化。界面状态的改变使得复合膜层的表面显微硬度降低以及膜基结合强度提高。在划痕载荷作用下,复合膜层抵抗裂纹沿界面扩展的能力得到增强。真空退火有助于提高膜层的强韧性匹配,可有效抵抗小角度冲蚀粒子的犁削以及大角度粒子冲蚀下的疲劳,因此Ti/TiN多层复合膜层表现出较好的抗冲蚀性能。     

热处理对TA15钛合金组织的影响

研究了从820℃、900℃、980℃和1030℃水冷、空冷和炉冷对TA15钛合金微观组织和硬度的影响。结果表明,随着加热温度的升高,初生等轴α相不断减少,亚稳定β相不断分解,形成细小的次生针状α相(αs);随着冷却速度的降低,合金的组织向针状和片状(α+β)相转变。显微硬度随加热温度的升高而提高,而冷却方式对其硬度影响不大。     

固溶处理对β钛合金微弧氧化膜生长过程的影响

目的 在不同固溶热处理工艺的β钛合金上制备微弧氧化膜,研究其在微弧氧化初期的生长特性。方法 对比铸态、750 ℃固溶、850 ℃固溶β钛合金表面微弧氧化初期（0~120 s）氧化膜的厚度、表面形貌、相组成及电化学腐蚀性能变化,研究热处理与膜层特性之间的关系,并分析热处理对氧化膜表面裂纹的产生及膜层生长的影响规律。结果 固溶处理改变了基体合金的相组成,元素分布随之改变,热处理后试样表面更容易起弧。较未热处理试样,氧化时间为120 s时,固溶处理后所获膜层的厚度更薄且致密。微弧氧化膜微观形貌显示,经750 ℃固溶热处理后的试样,在微弧氧化后,其膜层表面裂纹最少。极化曲线显示,750 ℃热处理试样氧化膜的耐蚀性优于850 ℃热处理试样。结论 经过750 ℃固溶处理后的合金试样,由于其元素分布均匀,使得微弧氧化初期放电均匀,更易获得致密的微弧氧化膜,膜层的综合性能较好。     

水蒸气处理对钛合金表面羟基磷灰石涂层结构的影响

目的 制备结晶度较高且裂纹较少的羟基磷灰石涂层。方法 采用等离子喷涂法,在不同功率下,于钛合金表面制备羟基磷灰石涂层。通过水蒸气处理法,在不同温度下处理羟基磷灰石涂层。使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析羟基磷灰石的表面形貌和晶体结构。结果 当等离子喷涂功率从20 kW增大到29 kW时,羟基磷灰石涂层的沉积效率先增大后稳定,涂层结晶度先增大后减小,涂层中氧化钙的含量先增大后稳定。当喷涂功率为23 kW时,羟基磷灰石涂层结晶度较高。水蒸气处理能明显去除涂层中的α-磷酸三钙、β-磷酸三钙和氧化钙,当水蒸气处理温度从140 ℃增大到200 ℃时,羟基磷灰石涂层晶粒由棒状向颗粒状转变,涂层结晶度不断增大,涂层中磷酸四钙的含量先减小后增大,较高的温度会造成涂层表面微裂纹的产生。在模拟体液中浸泡后,经过水蒸气处理的涂层表面会诱导生成较纯的羟基磷灰石。180 ℃水蒸气处理后的涂层表面会沉积一层均匀的羟基磷灰石,生物活性较高。结论 羟基磷灰石涂层的结晶度随等离子喷涂功率的增大,先增大后减小,随水蒸气处理温度的上升而增大。在合适条件下制得的羟基磷灰石涂层具有较高的生物活性。     

钛基Ni-Co-P非晶合金镀层电极的析氢性能

通过电沉积在钛基体上制备了非晶态Ni-Co-P合金镀层.在7mol/L NaOH溶液中进行的电化学测试结果表明,Ni-Co-P合金电极的析氢过电位明显低于镀镍阴极和纯钛阴极;计算了电极析氢反应的电化学动力学参数,表明非晶态Ni-Co-P合金电极具有较好的析氢电催化活性.     

热处理对TC4钛合金板材韧性的影响

本文研究了低间隙和高氧TC4板材在经不同热处理温度退火后的冲击韧性、显微组织和裂纹扩展速率,得到热处理温度对板材韧性的影响规律。结果表明:TC4板材经780 ℃热处理后显微组织类型为初生等轴状及长条状α+次生α+β转变组织,冲击韧性低,裂纹扩展速率高;经900~940 ℃热处理后显微组织类型为双态组织,冲击韧性高,裂纹扩展速率低。此外,降低氧含量会显著提高板材冲击韧性,降低板材裂纹扩展速率。     

热处理对钴-碳化钨合金涂层组织的影响

采用真空熔覆的方法，在45钢表面涂覆一层钴．碳化钨合金复合涂层，并对其进行正火或调质处理，对热处理前后合金涂层的硬度和组织进行了分析。结果表明，采用正火或调质处理后提高了基体的硬度，正火处理后涂层的组织形貌基本没有变化，而调质处理后，涂层中的碳化钨聚集，形成较大的块状相，在靠近涂层界面的基体中产生裂纹。涂层的X射线衍射分析说明正火和调质处理后衍射图相似，相种类没有改变。