高温合金表面激光熔敷热障涂层组织结构与氧化性能

采用5KW连续CO2激光器对Ni基高温合金上二次重熔NiCoCrAlY和ZrO2陶瓷层进行了研究。结果表明，激光快速熔化和凝固获得定向外延生长，紧密堆积的柱状晶氧化锆陶瓷层。NiCoCrAlY结合层与柱状晶之间存在氧化铝层，保证了柱状晶与NiCoCrAlY层的联结。扫描电镜和电子探针联合分析发现，氧化锆层与NiCoCrAlY结合层，结合层与基体间均为冶金结合，采用化学改性氧化锆消除了涂层裂纹。高温氧化性能测试得出激光重熔试样氧化动力学近似地遵守物线速度方程，在1200℃，空气下激光熔敷TBCs抗氧化性明显高于等离子喷涂TBC。     

TiAl合金表面激光重熔热障涂层组织及抗高温氧化性能

为了进一步提高TiAl合金表面等离子喷涂ZrO2-7%(质量分数)Y203热障陶瓷涂层的性能,采用激光重熔工艺对涂层进行处理,研究了激光重熔对涂层微观组织和抗高温氧化性能的影响.用扫描电镜(SEM)分析了涂层形貌和微观结构,同时对其抗高温(850℃)氧化性能进行了考察.结果表明,等离子喷涂热障陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征,有一定的孔隙且分布有微裂纹;经过激光重熔处理后,陶瓷涂层片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层;整个重熔层包括界面没有明显特征的平面晶和上部沿热流方向生长的柱状晶组织.等离子喷涂热障涂层具有较好的抗高温氧化性能,经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化能力.     

铝合金表面激光熔敷铜基复合材料涂层的工艺和组织

在ＺＬ１０４铝合金表面激光熔敷铜基混合粉末（ｗ（Ｂ）／％：２０Ｎｉ,８．０Ｃｏ５．０Ｆｅ,６．８Ｍｏ,１．５Ｃｒ,３．５Ｓｉ,０．２ＲＥ,其余为Ｃｕ）,制备了高硬度铜基复合材料涂层。研究发现,熔敷层稀释率随光宽度和扫描速度增大而减小,随激光束产大而显著增大;     

金属雾化喷嘴表面热障涂层结构特征研究

采用5KW连续CO2激光器对经等离子喷涂的NiCoCrAlY结合层和ZrO2陶瓷层进行二次重熔处理，并利用金相显微镜，扫措电镜和电子探针对激光熔敷涂层进行了显微结构和元素分布观察与测试，结果表明：激光熔敷涂层中基体对NiCoAlY合金层产生稀释，形成成分和组织偏析。加入了TiO2-Al-Ti添加剂的ZrO2陶瓷层激光重熔后得到了无裂纹的定向生长柱状晶，并且呈现一次枝晶平均间距为2．3μm的表层和平均间距为3．8μm的次表层结构。     

不锈钢上激光熔敷涂层结构特征与质量研究

采用5kW连续CO2激光器对经等离子喷涂的NiCoCrAlY结合层和ZrO2陶瓷层进行二次重熔处理，并利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针和显微硬度计对激光熔敷涂层进行了显微结构、元素分布以及显微硬度观察与测试，结果表明：多道搭接工艺能降低熔敷涂层气孔率，ZrO2陶瓷层稀释度低，与基体结合完好，并观察到NiCoCrAlY合金层中存在明显的对流图案，加入了TiO2-Al-Ti添加剂的ZrO2陶瓷层激光重熔后得到了无裂纹的定向生长柱状晶，并且呈现一次枝晶平均间距为2．3μm的表层和平均间距为3．8μm的次表层结构。     

激光熔敷Ni基合金涂层的结构与性能

观测了激光熔敷NiCrBSi合金涂层的显微结构，研究了涂层与不锈钢基体的结合方式和时效处理对其组织结构和显微硬度的影响．用5kW连续二氧化碳激光器对不锈钢上等离子喷涂NiCrBSi合金层进行重熔．涂层的显微结构为细化树枝晶，由γ基体与γ／γ'和NiB的共晶组成．面心立方γ基体品格常数是0．3572nm．时效处理后的合金层由析出γ’沉淀强化相的针状和羽毛状马氏体组成，时效使显微硬度值显著提高．     

激光熔覆NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的高温氧化行为

难熔高熵合金涂层是近年来高熵合金领域的研究热点,有望成为未来重要的高温结构和功能材料。本工作采用激光熔覆技术制备了NbMoTaWV难熔高熵合金涂层,研究了其在800℃下的高温氧化行为,重点分析了不同氧化时间(10、20、30、50、100 h)的NbMoTaWV难熔高熵合金涂层组织结构演变、显微硬度变化及界面元素扩散行为。实验结果表明：NbMoTaWV难熔高熵合金涂层主要由Fe₇Ta₃型HCP固溶体相、(Fe, Ni)基体相及未熔高熵合金粉末相组成,而经不同时间氧化处理后,涂层表面生成了以Fe₂O₃和Fe₃O₄为主的氧化物相。800℃高温氧化处理后,NbMoTaWV高熵合金涂层内部组织结构变化不大,仅部分氧元素扩散进入到涂层内部。高温氧化导致NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度有所提升,但随着氧化时间的延长,NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度呈现出先增加后降低的趋势,且当氧化时间为20 h时,其显微硬度达到最大,这与高温扩散所导致的固溶强化有...     

超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究

目的 针对激光熔覆制备IN625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法 在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果 施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论 施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。     

镍基高温合金表面激光熔覆CoCrAlYSiHf_x涂层组织性能分析北大核心CSCD

选择激光熔覆技术在GH586镍基高温合金表面上制得了不同Hf含量的CoCrAlYSiHf涂层,并对涂层微观组织形态与涂层耐高温性能进行实验测试分析。研究结果表明:采用激光熔覆方法得到的涂层表面上形成了许多网状组织,在未添加Hf涂层的晶界部位产生了许多孔隙结构;在Hf含量0.1和0.3涂层内形成了更多的孔隙,同时沿晶区域产生了众多显微裂纹。在涂层的表面形成了许多具有致密结构的Cr2O3膜。涂层经过100h高温氧化处理依然由致密Cr2O3膜组成。未添加Hf涂层表面生成了约6μm厚的致密氧化膜,并且沿晶界处发生了一定成对内氧化。当Hf含量0.1和0.3涂层经过100 h高温氧化之后,其表面生成了厚度约12μm的氧化膜并含有较多孔隙。     

陶瓷热障涂层的高温循环氧化行为

本文在模拟试验装置上对用四种不同工艺制备的热障涂层进行了高温循环氧化动力学行为和微观退化机理的系统研究,给出主要结果,并提出了如何提高热障涂层寿命的途径。     

基于激光熔覆技术的热防护材料选择

轻量化合金材料的耐高温、抗烧蚀性能较差,采用激光熔覆技术制作涂层的方法可提升其热防护性能。本文从热防护的机理出发,结合激光熔覆工艺对熔覆材料性能的要求,从现有的热防护材料和激光熔覆材料中筛选出几种可实现短时间、无冷却情况下基体热防护的熔覆材料,并对基于激光熔覆工艺的热防护材料的未来发展趋势进行了展望。     

激光熔覆在金属间化合物涂层材料制备中的应用

在分析金属间化合物涂层材料特点的基础上，综述各种激光熔覆合成金属间化合物涂层的研究现状，分析各种金属间化合物涂层的组织及性能，研究表明激光熔覆合成的金属间化合物涂层均具有优异的耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能。     

制备参数对等离子喷涂热障涂层高温冲蚀性能的影响

燃机热端部件热障涂层实际服役过程中不可避免发生高温冲蚀,引起涂层失效。采用等离子喷涂工艺制备不同喷涂距离、不同喷涂功率的热障涂层,并对其进行1 000℃/60°高温冲蚀试验,研究制备参数对热障涂层耐高温冲蚀性能的影响规律。结果表明:42 kW功率制备涂层,随喷涂距离的增加(110,120,130 mm),涂层耐高温冲蚀性能降低,冲蚀率显著增大(31.40,45.11,76.79 mg/g);110 mm喷涂距离下制备涂层,随喷涂功率的增加(39,42 kW),涂层耐高温冲蚀性能提高,冲蚀率减小(58.86,31.40 mg/g);涂层力学性能是影响其高温冲蚀性能的重要因素。     

Testing of Thermal Barrier Coatings by Laser Excitation

Thermal barrier coatings (TBCs) are used to increase the operating temperature of land‐, sea‐, or air‐based turbines. As failure of the coating may result in serious damage of the turbine, reliable estimation of the lifetime is essential. Most experiments to assess the lifetime or to determine parameters for simulations of the behavior of TBCs are done by burner‐rig‐tests, where the operating conditions are simulated by cyclic heating of the surface and cooling of the backside of a coated sample. In this work a possibility is presented to do comparable experiments by heating the surface with laser irradiation instead of a burner. For this purpose a Nd:YAG‐laser with a maximum output power of 1 kW and a wavelength of 1064 nm is used. The laser spot can be moved by integrated optics across the sample surface to achieve homogeneous heating of the coating. Cooling of the backside is done by air. The temperature of the sample surface is determined by an infrared‐camera which also enables the possibility to detect failures in the coating via thermography. Additionally, acoustic sensors attached to the sample holder are used to detect failures in the sample. The investigated ceramic material (yttria stabilized zirconia) has a very low absorption coefficient at the used laser wavelength. Therefore, a pre‐treatment of the samples was needed to increase the absorption coefficient to be able to heat up the samples. In this paper, the experimental setup and first experimental results are presented.     

热障涂层热冲击试验研究

随着先进发动机的研制和生产,对高温涂层的要求也不断提高。热障涂层（TBCs) 作为一种新型隔热涂层,在发动机涡轮叶片上的应用得到更多的重视。对利用电子束物理气相沉积（EB－PVD）制备的TBCs进行了高温热冲击试验,并对试验前后的TBCs进行了形貌、SEM和XRD分析。     

激光熔覆制备金属表面非晶涂层研究进展

本文简要介绍非晶合金的结构和性能,以及传统制备块体非晶合金方法的局限性。结合激光熔覆技术的特性,重点综述在金属材料基体表面上利用激光熔覆技术制备Fe基、Zr基、Ni基、Cu基和其他非晶涂层的研究现状,以及激光制备工艺参数、微合金化元素种类和含量、增强相等因素对激光熔覆非晶涂层的影响。最后,指出利用激光熔覆技术制备非晶涂层的成分设计和控制、激光熔覆工艺的设计和优化、激光熔覆非晶涂层的基础理论研究等方面存在的主要问题和今后的发展方向。     

影响热障涂层失效因素的研究现状及展望

热障涂层(TBCs)具有良好的隔热性能,是燃气轮机高温部件的关键材料,在高温服役过程中,涂层脱落会导致部件工作失效,因此为获得长寿命热障涂层,涂层的脱落失效机理是急需深入研究的问题。综述了热应力、α-Al_2O_3生长、外应力、热生长氧化层(TGO)起伏及孔隙率等缺陷对涂层应力发展的影响,探讨了微裂纹的产生、扩展及脱落的失效过程,最后展望了研究热障涂层失效及提高涂层寿命的努力方向和前景。     

热障涂层体系中的氧化局域化及其成因

热生长氧化层的形貌影响热障涂层体系中应力应变分布,从而决定热障涂层体系的最终失效形式.研究了热生长氧化层中钉子或瘤状的局部突起物,即有可能造成应力集中的微区氧化局域化现象,采用扫描电镜(SEM)观察热生长氧化层的形貌,采用EDS能谱仪分析氧化局域化区域的成分.结合热障涂层体系的氧化机制,从材料学的角度分析了出现氧化局域化的原因,探讨了氧化局域化的出现对热障涂层体系力学性能的影响.结果表明,氧化局域化是由下列因素引起的:(1)活性元素的钉扎效应;(2)裂纹或者微孔洞等缺陷的诱导;(3)尖晶石的快速生长.氧化局域化的出现对热障涂层力学性能的影响同时存在有利和有害的一面.