Pt基金属玻璃在原子尺度下摩擦磨损行为的研究

受限于样品表面平整度因素,金属玻璃在原子尺度上的摩擦磨损研究还相当缺乏。本文采用原子力显微镜,基于原子级平整的Pt基金属玻璃,研究了法向载荷和循环次数对金属玻璃在原子尺度下摩擦磨损行为的影响。研究表明：通过Bowden摩擦二项式模型拟合试验数据发现,金属玻璃与针尖对摩时的摩擦因数随载荷的增加呈先减小后增大的趋势,这是因为在低载时,金属玻璃与针尖之间的摩擦以界面摩擦为主,界面摩擦因数与法向载荷呈负指数幂关系,摩擦因数随载荷增加而减小,而在高载时,摩擦机制以犁沟摩擦为主,摩擦过程中的能量耗散主要来源于塑性变形,摩擦因数随变形程度的增加而增大;此外,随循环次数的增加,摩擦因数呈单调减小趋势,且载荷对摩擦因数的依赖性随之减弱,这是因为金属玻璃在原子尺度的变形产生了加工硬化作用,阻碍金属玻璃的持续变形,使犁沟摩擦占比逐渐降低。     

不同粘结层及温度对热障涂层热震性能的影响

研究了不同热喷喷涂方法制备的不同材料粘结层,在不同温度(1 000℃,1 150℃和1 180℃)下对热障涂层(TBC)热震性能的影响。结果表明,在1 000℃和1 150℃条件下,冷喷涂(CS)和空气助燃超音速火焰喷涂(HVAF)制备粘结层的TBC涂层热震寿命较高。1 180℃条件下,低压等离子喷涂(LPPS)制备粘结层的TBC涂层热震寿命最高,氧气助燃超音速火焰喷涂(HVOF)制备粘结层的TBC涂层热震寿命次之。涂层开裂失效模式均以TGO附近区域的陶瓷层开裂和TGO开裂为主。     

等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)制热障涂层(TBCs)抗燃气热腐蚀性能研究

文章分析了等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)TBCs的抗燃气热腐蚀性能。结果表明:高温合金(Mar 247)直接暴露在燃气热腐蚀环境下腐蚀最严重,平均失重速率达2.035 9 g/m~2·h;涂覆MCrAlY涂层后, MCrAlY涂层腐蚀平均失重速率为0.157 8 g/m~2·h,基材未被腐蚀得到保护;涂覆TBCs(MCrAlY+8YSZ)后, MCrAlY/YSZ涂层未出现腐蚀剥落现象,抗燃气热腐蚀效果最好。     

重型燃机喷嘴壳体及遮热板热障涂层剥落机制

目的 探究重型燃机喷嘴壳体及遮热板热障涂层剥落机制,为该部件的全寿命管理提供参考。方法 采用等离子喷涂方法,分别制备以06Cr25Ni20不锈钢和Hastelloy X合金为基材的热障涂层试验件,并结合水淬热冲击表征方法与瞬态热力耦合仿真方法,表征热障涂层水淬后的剥落状态,获得热障涂层残余剪应力的分布状态随基材和服役工况的变化行为,揭示热障涂层在多层热失配工况下的剥落机制。结果 在水淬热冲击条件下,2种不同基材的热障涂层试验件表现出类似的剥落行为,但由于基材热膨胀系数的差异,以06Cr25Ni20不锈钢为基材的热障涂层的残余剪应力(70.1 MPa)比Hastelloy X合金基材的热障涂层(52.7 MPa)更大,热冲击寿命更短。在梯度温度载荷下,2种不同基材热障涂层试验件的失效模式不同,前者的最大残余剪应力为39.2 MPa,后者为25.7 MPa。结论 在2种温度载荷下,以Hastelloy X合金为基材的热障涂层具有较低的残余应力和较长的服役寿命。此外,水淬热冲击可以快速表征热障涂层的寿命行为,但其失效模式与实际梯度温度载荷下的失效模式仍有一定区别。     

喷砂工艺对CB2铁素体耐热钢表面粗糙度和夹砂率的影响

为了研究喷枪位移方向和喷砂角度对喷砂质量（表面粗糙度、夹砂率）的影响规律,使用自动喷砂设备处理试样,采用粗糙度仪、激光显微镜、扫描电镜(SEM)分别表征喷砂试样表面粗糙度、微观形貌和夹砂率。应用裂纹扩展理论和微切削理论系统地分析了表面粗糙度和夹砂率变化的机理。在喷砂距离为200 mm、喷砂压力为0.3 MPa、磨料流量为3 kg/min、喷枪位移速度为0.8 m/s的条件下,喷砂角度为15°时表面粗糙度值和夹砂率最小,喷枪垂直走向表面粗糙度为8μm夹砂率为11.28%,水平走向表面粗糙度为5.7μm夹砂率为15.68%;喷砂角度为75°时表面粗糙度最大,垂直走向粗糙度为11.12μm,水平走向粗糙度为10.13μm;喷砂角度为90°时夹砂率最大,垂直走向夹砂率为25.56%,水平走向夹砂率为25.33%。结论表明,表面粗糙度随喷砂角度增加先增加后减小,在75°时最大;夹砂率随喷砂角度增加递增,在90°时最大。喷枪垂直走向下的表面粗糙度大于水平走向下的表面粗糙度;喷枪水平走向下的夹砂率大于垂直走向下的夹砂率。     

超音速火焰喷涂WC涂层组织结构、抗冲刷性能及抗气蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备进口WC-10Co-4Cr和国产WC-10Co-4Cr两种粉末的WC涂层,研究两种涂层的组织结构、抗冲刷性能及抗气蚀性能。结果表明:两种粉末制备的涂层致密,与基材结合良好,孔隙率均小于1%;国产粉末制备的涂层的硬度和开裂韧性均大于进口粉末制备的涂层;抗冲刷能力大小依次为国产粉末制备的涂层、进口粉末制备的涂层、基材;抗气蚀能力大小依次为国产粉末制备的涂层、基材、进口粉末制备的涂层。     

汽轮机通流部件防固体颗粒侵蚀碳化铬涂层的研制及应用

为了开发新一代用于汽轮机通流部件的防固体颗粒侵蚀技术,采用超音速火焰喷涂方法制备了碳化铬防固体颗粒侵蚀涂层,并对碳化铬涂层进行了金相组织、硬度、结合强度、抗微粒冲蚀性能分析。结果表明:碳化铬涂层组织均匀、致密,孔隙率小于1%;涂层显微硬度达738~980 HV;结合强度平均值达65 MPa以上;抗冲蚀性能是基体材料的1.6倍。对超超临界机组组焊导叶片(隔板静叶)喷涂碳化铬涂层组织与性能进行了分析,最终通过开发独创性的工装及喷涂程序,将碳化铬涂层应用于多台份660 MW、1 000 MW等级火电机组通流部件。     

燃气轮机透平叶轮表面耐磨涂层国产化研制

刷式汽封对燃气轮机透平叶轮体的长期过量磨损,会造成漏气,严重影响燃机发电效率,所以在燃机叶轮与汽封齿摩擦部位喷涂一层NiCr-Cr3C2耐高温磨损涂层,可显著提高其发电效率,延长其使用寿命。东汽表工所利用大气等离子喷涂（APS）技术制备的NiCr—Cr2C3涂层的孔隙率、界面污染率、涂层硬度、涂层结合强度、杯突性能等均满足使用要求该项技术与业内国际知名企业水平相当,并成功应用于F级重型燃机透平叶轮上,从而进一步推进了我国重型燃机国产化进程