γ-TiAl合金表面粉末包埋渗铝改性层的组织与高温抗氧化性能

采用粉末包埋渗金属技术在γ-TiAl合金表面制备出一层渗铝改性层,对改性层的表面形貌、元素分布规律及相组成进行了检测与分析,并试验研究了改性层在850℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明:改性层均匀致密,无明显的贯穿裂纹,主要组成相为TiAl3;在850℃静态空气中恒温氧化100h后,表面氧化层主要由Al2O3、TiAl3、TiAl2相组成,改性层显著提高了γ-TiAl合金的高温抗氧化性能。     

X80管线钢包埋渗铝层的显微组织和耐腐蚀性能

对X80管线钢在950℃下保温4 h进行包埋渗铝,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了渗铝层的物相组成和微观形貌,并用显微硬度仪、电化学测量系统测试了渗铝前后X80管线钢的显微硬度和电化学性能。结果表明:X80管线钢渗铝层主要由FeAl和Fe3Al相组成;除在渗层深度约为100μm处有少量孔隙外,渗铝层整体致密连续,厚度约为220μm;与渗铝前相比,渗铝后X80管线钢显微硬度明显提高,自腐蚀电位和电流密度均下降,但其腐蚀形貌均匀,未出现明显的局部腐蚀形貌。     

采用机械能助渗法制备渗锌层的显微组织与性能

采用机械能助渗法在Q235钢表面制备了渗锌层,研究了渗锌层的表面形貌、截面形貌、物相组成、显微硬度、抗高温氧化性以及耐蚀性能,并与常规粉末包埋法制备的渗锌层进行了对比。结果表明:采用机械能助渗法制备的渗锌层中主要含有FeZn15、FeZn11、FeZn9和FeZn7相,显微硬度与采用传统粉末包埋法制备的无明显差别,均为270~350HV;与Q235钢和采用常规粉末包埋法制备的渗锌层相比,采用机械能助渗法制备的渗锌层具有更高的抗高温氧化性,虽然其耐腐蚀性能有所降低,但其可作为阳极起到保护试样的作用。     

采用双层辉光等离子技术在420不锈钢表面制备ZrO_2改性层

采用双层辉光等离子技术,在420不锈钢表面渗锆后再氧化制备出ZrO_2改性层,用光学显微镜、X射线衍射仪分析了改性层的显微组织,并测试了其高温抗氧化性能与耐磨性能。结果表明:在950℃下保温3h得到的渗锆层经随后的1000℃氧化100h处理,可以形成以ZrO_2为主的改性层;改性层与基体结合牢固,并可以明显改善基体的高温抗氧化性能和耐磨性能。     

NiCr-CrAl涂层的高温氧化行为

采用固体粉末包埋法在高温合金K438表面制备了一种NiZr-CrAl涂层和单渗铝涂层,通过循环氧化动力学曲线分析、形貌观察及物相分析等对比研究了两种涂层在1000℃下的循环氧化行为。结果表明:单渗铝涂层和NiCr-CrAl涂层均由β-NiAl构成;在循环氧化300h后,NiCr-CrAl涂层质量增加明显低于单渗铝涂层的;单渗铝涂层表面氧化物由α-Al2O3、NiAl2O4和TiO2混合氧化物组成,涂层出现了明显的NiAl向Ni3Al退化,涂层抗氧化性能下降;而NiCrCrAl涂层表面氧化物仍由致密的α-Al2O3相构成,涂层中仅出现轻微的退化,表现出优异的抗循环氧化性能。     

外加直流电场对HP40钢表面粉末铝硅复合渗层组织与性能的影响

在施加直流电场条件下对HP40钢表面进行了铝硅粉末复合渗;采用光学显微镜观测了渗层的显微组织和厚度,采用XRD对复合渗层进行了物相分析,并对渗层的高温抗氧化性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:在直流电场条件下,随着电流强度的增大、时间的延长和温度的升高,铝硅复合渗层的厚度增加,但渗层的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能降低;获得的铝硅复合渗层组成相主要为AlFe和AlN。     

模具钢表面盐浴渗钛层的制备及性能研究

采用盐浴法在Cr12Mo V冷作模具钢表面进行渗钛处理,研究了不同温度和时间对渗层厚度的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度测试仪和旋转摩擦试验仪分析了渗层的显微形貌、相结构、表断面硬度和耐磨性能。结果表明:通过配方优选,在适宜的渗入温度(1000℃)和时间(6h)下,可在模具钢表面形成致密、厚度约13μm的渗钛层,相组成主要为Ti C,渗层具有较高的表面硬度(约2789HV0.3)。室温干摩擦试验表明,与基体相比,相渗层试样的磨损量降低约17倍,平均摩擦系数为0.4054,仅为基体的70.6%,说明模具钢盐浴渗钛处理后具有较佳的耐磨减摩性能。     

钼添加量对Ni-8Al高温合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了Ni-8Al-xMo(x=0,5,10,15,质量分数/%)高温合金,在1 000℃恒温氧化100h后,观察了氧化膜的表面和截面形貌,分析了其物相组成,研究了合金的高温抗氧化性能。结果表明:添加钼的试验合金高温抗氧化性能比未添加钼的更好;试验合金表面的氧化产物均主要为Al_2O_3和NiO,并有少量的NiAl_2O_4和NiMoO_4;当钼质量分数达到10%后,试验合金表面的氧化膜出现不同程度的剥落现象;当钼质量分数为5%时,试验合金的高温抗氧化性能最好。     

硅添加量对Ni-5Al高温合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了Ni-5Al-xSi(x=0,1.5,3.0,4.5,质量分数/%)高温合金,并分别在1 000,1 100℃恒温氧化100h,观察了合金表面氧化膜形貌,分析了其物相组成,研究了合金的高温抗氧化性能。结果表明:试验合金的高温抗氧化性能随着硅添加量的增加而提高,当硅质量分数达到3.0%以后,再增加硅对合金高温抗氧化性能的提高效果有限;未添加硅的合金表面氧化膜的主要成分是NiO,添加硅后氧化膜的组成除了NiO外,还有NiAl_2O_4和Al_2O_3,且氧化膜存在不同程度的剥落现象;当硅质量分数为4.5%时,试验合金的高温抗氧化性能最好。     

ZG45铸钢表面Ni/ZrO_2复合铸渗层的组织与耐磨性能

采用负压铸渗技术在ZG45铸钢表面制备了Ni/ZrO_2复合铸渗层,并对其显微组织、硬度以及常温摩擦学性能进行了研究。结果表明:铸渗层的主要相组成为ZrO_2,Cr_2B,NiB化合物和Fe(Ni)固溶体相;其表面硬度可达60～64 HRC,显微硬度由铸渗层表面至基体呈梯度变化,最大硬度在铸渗层的次表层,最大值为8.5GPa;在100 N和250 N载荷下基体的磨损率分别是铸渗层的22.6倍和21.9倍。     

40Cr表面梯度晶体缺陷促进包埋渗Al涂层的组织及性能

包埋渗Al工艺是改善40Cr钢耐蚀性能的有效且经济的方法之一。在传统包埋渗铝(Al)法的工艺前加入扭转预变形,在40Cr钢引入高密度晶体缺陷增加扩散通道来提高包埋渗工艺中Al原子的扩散速率,从而达到降低加热温度、提高材料综合性能的目的。研究扭转工艺对晶粒取向、晶界、局部取向差的影响,表征扩散渗Al后试样的微观组织,测试硬度和耐腐蚀性能,分析不同温度(600℃、650℃、700℃及750℃)对渗层组织与性能的影响。研究结果表明：扭转变形在40Cr表面引入高密度晶体缺陷,可提高扩渗效率,增大渗层厚度;温度越高,渗层越厚,晶粒尺寸越大,组织的不均匀性增强,硬度越低。750℃时其渗层上存在较多的孔洞,对耐腐蚀性造成一定的影响,700℃试样耐腐蚀性能最优。     

纯钛表面FeCoNiCr0.5Al0.8高熵合金脉冲激光熔覆层的显微组织和性能

采用脉冲激光熔覆技术在TA2工业纯钛表面制备了FeCoNiCr_0.5Al_0.8高熵合金熔覆层,研究了熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和高温抗氧化性能。结果表明：熔覆层和基体间形成良好的冶金结合,熔覆层中不存在裂纹、气孔等缺陷,熔合界面较平直;熔覆层表面熔池边界线处为细小等轴晶,中部为树枝晶,熔覆层截面组织为层状分布的细晶;熔覆层由简单面心立方结构Ti₂Ni和AlCTi₂组成;熔覆层的平均硬度为761.23 HV,是基体硬度的4倍以上;熔覆层具备良好的高温抗氧化性能,在800℃氧化120 h后的单位面积质量增加量为17 mg·cm^-2,仅约为基体的1/3。     

以煤矸石为渗硅剂在工业纯铜表面制备渗硅层的冲蚀磨损性能

以煤矸石为渗硅剂、铝粉为还原剂,采用固体粉末包埋法在850℃下保温12h对工业纯铜进行渗硅处理,获得了600μm厚的渗硅层;利用X射线衍射仪、扫描电镜等分析了渗硅层的物相组成和截面形貌,并测试了渗硅层的显微硬度和冲蚀磨损性能。结果表明:渗硅层内新生成了Cu0.83Si0.17、Cu4Si、Cu3Al和Cu9Si相,横截面组织由扩散层的亚共析体α+(α+γ)相、过渡层的α相和纯铜基体呈梯度组成;渗硅层的最高显微硬度相对纯铜基体提高了3.74倍;当冲蚀介质的水砂比为50∶16~50∶40时,渗硅层的冲蚀磨损性能较工业纯铜的提高了1.65~2.40倍;当转速为200~400r·min-1时,渗硅层的冲蚀磨损性能较工业纯铜的提高了1.78~2.25倍;当冲蚀角为30°~90°时,渗硅层的冲蚀磨损性能较工业纯铜的提高了1.22~2.62倍。     

铝合金表面微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术,以硅酸钠为主体配以Na2WQ、KOH、Na2EDTA辅助添加剂的电解液,在2A12铝合金表面原位生成陶瓷层,以提高铝合金的耐腐蚀性能.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了微弧氧化陶瓷层的截面形貌和相结构;用显微硬度仪测量了陶瓷层的显微硬度;用CS300P型电化学腐蚀工作站在36 g/L的NaCl溶液中测试了陶瓷层的电化学腐蚀性能.结果表明:微弧氧化陶瓷层的厚度为4 μm,显微硬度达到683 HV,其相组成主要是α-Al2O3和γ-Al2O3;铝合金表面微弧氧化陶瓷层提高了铝合金的耐腐蚀性能,使其腐蚀速率明显减慢.     

铬含量对Ni-10Al-xCr-0.6Y_2O_3合金高温抗氧化性能及室温力学性能的影响

利用粉末冶金方法制备了名义成分(质量分数/%)为Ni-10Al-xCr-0.6Y_2O_3(x=5,10,15,20)合金,研究了铬含量对烧结后合金物相组成、显微组织、高温抗氧化性能及室温力学性能的影响。结果表明:随着铬含量的增加,合金中的孔洞减少,相对密度增大,硬度和抗弯强度提高;当烧结温度为1 270℃、铬质量分数为20%时合金的性能最优,硬度和抗弯强度分别为352 HV和1 605 MPa;高含量铬促进了连续致密Al_2O_3保护膜的生成,从而降低了合金的氧化速率,提高了合金的高温抗氧化性能。     

压力容器热镀—扩散法渗铝

1 渗铝钢材的应用低碳钢和低合金钢板经过渗铝具有优良的耐热和抗腐蚀性能。渗层表面的铝,在高温下氧化形成连续致密的耐蚀性保护膜,从而防止氧的渗入。如果保护膜受到损伤,露出的铝又立刻氧化并形成新的保护膜。一般认为,在750℃以下,渗铝钢材具有十分优良的抗氧化性,可长期使用。在650℃的硫化氢介质中,渗铝钢板的耐腐蚀性能提高近百倍,因此被广泛用在含硫气     

20CrMo渗碳钢经渗硼和渗硼氮硫处理后的耐磨性能

分别以硼铁和B_4C作为供硼剂,添加适量的供氮剂、供硫剂以及填充剂,采用粉末包埋法在20CrMo渗碳钢表面制备了渗硼层和渗硼氮硫层,分析了两类渗层的物相组成、硬度和磨损性能。结果表明:渗硼层均由Fe_2B、FeB、Fe_3C相组成,渗硼氮硫层则由Fe_2B、Fe_3N、FeS、Fe_3C相组成,未形成脆性FeB相;渗硼层和渗硼氮硫层的表面硬度、耐磨粒磨损和耐黏着磨损性能均高于渗碳钢的,且渗硼层的硬度和耐磨粒磨损性能高于渗硼氮硫层的,而耐黏着磨损性能低于渗硼氮硫层的;以硼铁为供硼剂制备的渗硼层的耐磨粒磨损性能优于以碳化硼为供硼剂的,而耐黏着磨损性能低于以碳化硼为供硼剂制备的。     

Ni-15Cr-5Al-xSi合金在1000℃下的抗氧化性能

应用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-xSi(x=0,1,3,5,质量分数/%)合金,并在1 000℃氧化100h,研究了硅含量对合金表面物相组成和高温抗氧化性能的影响。结果表明:当硅质量分数为0,1%时,合金均为抗氧化级,当硅质量分数为3%,5%时为完全抗氧化级;氧化后4种合金表面均形成了NiO和Al_2O_3,当硅质量分数为0,1%时合金表面还存在NiAl_2O_4和Cr_2O_3,硅质量分数为3%时,合金表面还存在少量Cr_2O_3和NiCr_2O_4;当硅质量分数为5%时,合金表面氧化膜平坦、组织致密且氧化物颗粒细小均匀,合金具有最好的高温抗氧化性能。     

ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能

在ZL101A铝合金表面制备了微弧氧化陶瓷层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、高温摩擦磨损试验机等研究了该陶瓷层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3相组成,其层厚约60μm,表层疏松、内层致密;该陶瓷层的平均硬度为1 740.9HV,远高于ZL101A铝合金的150.2HV,摩擦因数与磨损质量损失均小于ZL101A铝合金的,其磨损机理主要为磨粒磨损。     

等离子渗Mo提高TiAl基合金高温氧化性能的研究

研究了等离子渗Mo处理对Ti-46.5Al-1.0V-2.5Cr(原子分数)合金抗高温氧化性能的影响.结果表明,等离子渗Mo处理能显著提高TiAl基合金的抗高温氧化能力,归因于TiAl基合金经等离子渗Mo处理后在表面形成成分含Ti-Al-Mo的致密合金层,该致密合金层具有良好的抗高温氧化性能.