真空热处理对热障涂层组织形貌及元素扩散的影响

为了研究真空热处理对CoNiCrAlY涂层组织形貌及元素扩散的影响,采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在镍基高温合金基体上制备了CoNiCrAlY涂层.对部分样品进行真空热处理,利用大气等离子喷涂8YSZ陶瓷层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分散谱仪(EDS)等分析了热障涂层的相组成、微观组织、元素扩散与热震性能,研究了真空热处理对热障涂层的影响.结果表明,真空热处理后,CoNiCrAlY涂层颗粒间界面消失且涂层发生均质化;涂层与基体界面处元素发生扩散;热障涂层的抗热震性能提高.     

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.     

电子探针在模具表面强化研究中的应用

以实例论述了电子探针显微分析EPMA在表面涂层类模具强化机理研究中的应用.通过介绍电子探针X-射线点图分析原理和X-射线谱仪中定点、线、面成份分析的方法,对波谱仪(WDS)和能谱仪(EDS)的测试性能特点加以比较;并具体对注塑模具表面电沉积硬铬后感应扩散强化涂层进行了研究.结果表明,涂层和基体之间发生了元素的互扩散,说明其在感应加热过程中已形成了冶金结合.     

AZ31B镁合金表面微弧氧化涂层的制备及其封孔处理

采用微弧氧化法,以AZ31 B镁合金为基体,在其表面制备均匀的微弧氧化涂层并对其进行封孔处理来提高其耐蚀性.通过扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)研究了微弧氧化涂层的表面形貌及元素组成,通过电化学测试及浸泡实验研究了涂层的耐腐蚀性能.结果表明:镁合金表面微弧氧化涂层呈现典型的多孔结构,涂层厚度约为2μm;当硅...     

900℃加热后热喷涂FeCrAl/AlSi复合涂层组织变化

为开发一种经济可靠的高温防护涂层,采用电弧喷涂方法在低碳钢表面制备FeCrAl/AlSi复合涂层,并对复合涂层试件进行900℃温度下的2400h加热,以考察其高温氧化表现和微观组织变化.实验结果表明：复合涂层中抗氧化元素的相互配合很好地保护了基体金属.900℃加热3h,防护涂层表面以及内部的氧化物以Al2O3为主,涂层/基体界面两侧形成Cr元素的扩散带.经过2400h加热后,复合涂层外表面氧化物层增厚,涂层/基体界面原位生成铬的氧化物,界面基体金属一侧存在约200μm宽的Cr元素扩散带.     

铝合金表面激光熔覆高硅涂层的组织与磨损性能

用7kW横流C02激光器在ZL101铝合金表面激光熔覆高硅涂层。探索不同激光功率熔覆对涂层质量的影响,分析涂层的微观组织,测试涂层的硬度和磨损性能。结果表明：在优化工艺参数下制备出的激光熔覆高硅涂层组织致密、无气孔和裂纹,激光熔覆层中存在大量初晶Si、α-Al树枝晶和共晶组织。涂层与基体结合区处呈现典型的外延生长特征,形成了良好的冶金结合。熔覆层的横截面硬度在HV150～320之间,是基体的2～3倍,并显著提高了基体的耐磨性能。     

溶胶-凝胶法制备有机玻璃含锆耐磨涂层

采用溶胶 凝胶法,以氧氯化锆和正硅酸乙酯为先驱体成功制备了有机玻璃ZrO和ZrO Si02耐磨复合涂层.研究表明单锆膜和硅锆膜涂层液中最佳配方为:水用量均为n(H2O)/n(Zr)=6 26,硅烷(KH550)用量m(KH550) m(Zr)分别为2 99和3 2;pH值介于3～3 5;镀膜厚度介于2～5μm.在最佳组分配方下所得涂层溶胶液稳定,且硅锆涂层镀膜比单锆涂层镀膜的性能要好,有机玻璃(PM MA)镀膜后耐磨性从未镀膜的3g可提高到10g,硬度也由HB提高到3～4H,表明该涂层具有良好的抗划伤性,且该涂层膜与基体的结合较好,不易脱落.     

Ti-48Al-8Cr-2Ag微晶涂层的高温氧化

研究了微晶涂层Ti-48Al-8Cr-2Ag(at.%)在不同基体上(TiAlNb以及TiAlCrAg)1 000 ℃下的抗高温氧化性能.结果表明:二者的表面都形成保护性的Al2O3膜,且均无剥落发生,但二者的氧化速率不同,TiAlNb上的涂层氧化速率大于TiAlCrAg基体上的涂层,TiAlNb上涂层的氧化在涂层以及涂层/基体界面有明显的空洞.     

新型钛-铜基复合基体阳极的制备及性能研究

引入铜金属作为基体组元来替代传统钛电极单一钛基体,借助扫描电镜及能谱仪研究Ti-Cu复合基的界面形貌及界面处元素分布,通过分析电极的线性扫描伏安(LSV)曲线,对比研究其涂层电极与传统钛涂层电极的电化学性能差异.研究表明:利用真空热压扩散烧结法可制备界面冶金式结合的Ti-Cu复合基材料,其界面的扩散反应和变化形式为:Cu+2Ti→Cu Ti2,3Cu Ti2+5Cu→2Cu4Ti3,Cu Ti2+Cu4Ti3→5Cu Ti,Cu4Ti3+8Cu→3Cu4Ti,Ti-Cu复合基涂层电极与传统钛涂层电极相比,其析氯电位负移40~90 m V,电极电催化活性提高.     

镍基合金—碳化铬复合涂层材料的界面分析

利用多项式曲线拟合浓度函数,结合菲克扩散第二定律,编制FOR TRAN程序,快速准确 地计算出各组元的扩散系数。证实真空熔烧所得镍基合金－碳化铬复合涂层与钢基体之间发生界面扩散,形成牢固的冶金结合。     

包渗法制备硅化物涂层的结构形貌及形成机理

采用包渗法在C-103铌合金基体上制备MoSi2涂层,通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究涂层表面、截面形貌以及氧化后涂层结构变化,并分析硅化过程中涂层的形成机理。研究结果表明：包渗法制备硅化物涂层是通过反应扩散形成的,硅化过程服从抛物线规律;该涂层为复合结构：MoSi2相为主体层;以NbSi2相为主、并含少量Nb5Si3相的两相为过渡区;Nb5Si3相为扩散层。在高温氧化环境下,涂层表面生成致密的非晶氧化层,有效地阻止了氧向涂层内扩散。     

P-C法涂覆中碳结构钢的表面耐蚀性

应用Ｐ－Ｃ法对中碳结构钢进行Ｃｒ－Ｓｉ－Ａｌ复合涂覆,用电子探针及扫描电镜测定了涂层的表面成分及Ｃｒ,Ｓｉ,Ａｌ在涂层中的分布,用Ｘ射线衍测定了涂层中的相结构,将涂覆后的试样在酸、碱、盐溶液中进行腐蚀试验,结果表明,中碳结构钢经Ｐ－Ｃ法复合涂履后,表面优良的抗多种介质腐蚀的能力。     

Cr-Si-Al复合涂层的结构与耐蚀耐热性研究

应用Ｐ－Ｃ法对中碳钢进行Ｃｒ－Ｓｉ－Ａｌ复合涂覆,用光学显微镜观察了涂层的形貌。用电子 探针及扫描电镜测定了涂层的表面成分及Ｃｒ,Ｓｉ,Ａｌ在涂层中的分布,用Ｘ射线衍射测定了涂层的结构。将经涂覆后的试样进行盐水腐蚀和高温氧化试验,结果表明,其耐蚀和抗氧化性大幅度提高。     

Nb质量分数对Al⁃15Si⁃xNb涂层组织与耐蚀性能的影响

以Al?15Si?xNb涂层为研究对象,探究了Nb质量分数对涂层显微组织结构和耐蚀性能的影响规律。采用金相显微镜观察涂层的组织形貌,运用XRD分析涂层的物相组成,应用电化学实验方法（包括开路电位、阻抗谱、极化曲线）表征并讨论了涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Al?15Si?xNb涂层主要由α?Al、初生Si、共晶Si组成,在涂层中加入Nb元素后生成少量的NbAl₃相和Nb₅Si₃相;Nb元素的加入促进异质形核,较明显地改变涂层的组织分布;Al?15Si?10Nb涂层中的组织更细小且分布更均匀,均匀分布的α?Al、初生Si和共晶Si构成众多均匀分布的腐蚀微电池,促进α?Al阳极反应,使涂层表面生成的Al₂O₃氧化膜更加连续;Al?15Si?xNb涂层的极化曲线具有类钝化特征,其中Nb质量分数为10%时涂层的自腐蚀电位和点蚀电位较高,产物膜电阻较大,维钝电流密度较低,具有更好的耐腐蚀性能。     

Enhancing ductility of the Al-Si coating on hot stamping steel by controlling the Fe-Al phase transformation during austenitization

In this study,austenitizing heat treatment before hot stamping of Al-10%Si coated boron steel is first investigated through environment scanning electron microscopy(ESEM)equipped with energy dispersive x-ray analysis(EDAX).The cracking behavior of the coating was evaluated using Gleeble 3500,a thermo-mechanical simulator under uniaxial plastic deformation at elevated temperatures.The extent and number of cracks developed in the coating were carefully assessed through an optical microscope.The coating layer under hot-dipped condition consists of an Al-Si eutectic matrix,Fe2Al7Si,Fe3Al2Si3 and Fe2Al5,from the coating surface to the steel substrate.The coating layer remains dense,continuous and smooth.During austenitization,the Al-rich Fe-Al intermetallics in the coating transform to more Fe-rich intermetallics,promoted by the Fe diffusion process.The coating finally shows the coexistence of two types of Fe-Al intermetallics,namely,FeAl2 and FeAl.Microcracks and Kirkendall voids occur in the coating layer and diffusion zone,respectively.The coating is heavily cracked and broken into segments during the hot tensile tests.Bare steel exposed between the separate segments of the coating is oxidized and covered with a thin FeOx layer.The appearance of the oxide decreases the adhesion of the Al-Si coating.It is found that the ductile FeAl is preferred as a coating microstructure instead of the brittle FeAl2.Therefore,the ductility of the Al-Si coating on hot stamping boron steel could be enhanced by controlling the ductile Fe-rich intermetallic phase transformations within it during austenitization.Experiments indicate that a higher austenitizing temperature or longer dwell time facilitate the Fe-rich intermetallics transformation,increasing the volume fraction of FeAl.This phase transformation also contributes to reducing the crack density and depth.     

Characterization of Fe3Si-based coatings on low silicon steel by pulsed Nd：YAG laser cladding

The Fe3Si based coating was produced on the Fe-1Si steel surface by a pulsed Nd:YAG (yttrium aluminum garnet) laser. Its phase constitution and microstructure were characterized by using X-ray diffraction (XRD),optical microscope (OM),and field emission scanning electron microscope (FESEM) with associated energy dispersive spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The hyperfine structure of the coating was studied by Mssbauer spectra (MS) and the magnetic property was also measured at ...     

8407模具钢表面渗铝的研究

为了防止模具表面产生热疲劳裂纹,通过冷喷涂在8407钢试样表面形成了一层铝涂层,再进行扩散处理,在试样表面形成了渗层.通过理论分析确定低温渗铝的工艺参数,并与渗铝实验进行检验,重点研究了扩散温度和扩散时间对渗层质量的影响.结果表明,8407钢经过冷喷涂铝后再进行扩散处理能够实现低温渗铝.在550℃下扩散4 h左右形成的渗层质量比较理想.     

带保护涂层的V—B—RE共渗膏剂工艺的研究

对４０Ｃｒ，Ｔ１０，ＧＣｒ１５，ＣｒＷＭｎ，Ｃｒ１２钢进行了带保护涂层的Ｖ－Ｂ－ＲＥ共渗膏剂工艺的研究。使用所研制的Ｖ－Ｂ－ＲＥ共渗膏剂，可实现钢在共渗后的直接淬火，渗剂在淬火时自行脱落。试验结果表明：涂层外侧是以ＶＣ为主的碳化物，内侧是以Ｆｅ２Ｂ为主的硼化物。涂层最高硬度可达ＨＶ０．１２１００～２３００，耐磨耐蚀性能良好，渗层与基体结合紧密，硬度梯度平缓。工艺设备简单，最适合单件小批或大件局部的     

热浸渗法制备Si3N4陶瓷覆层初探

在钢铁材料表面改性的基础上，提出了反应生成Ｓｉ３Ｎ４陶瓷覆层的思想。热力学及Ｘ－Ｒａｙ衍射分析表明，通过热浸渗技术可在碳钢表面制备性能优异的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷覆层。