TC4钛合金表面磁控溅射TiAlN涂层的组织与性能

采用TiAl合金靶材,在TC4钛合金基材表面以不同磁控溅射工艺沉积制备了TiAlN涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了不同工艺制备的TiAlN涂层的表面形貌、表面成分及相结构,并对TiAlN涂层的耐蚀性、耐磨性等进行了研究。结果表明,采用磁控溅射工艺可在TC4钛合金表面制备出表面相对平整且结构致密的TiAlN涂层;沉积了TiAlN涂层的TC4钛合金试样的表面性能得到了提高,其磨损失重量和TC4钛合金基材相比降低了80%,耐盐雾腐蚀性能达到了保护级9级。     

冷喷涂TiAl3复合涂层的研究

本文概述了冷喷涂制备TiAl3复合涂层的方法和性能研究,主要包括冷喷涂工艺和热处理工艺,并通过钛铝基平衡相图的分析来指导冷喷涂涂层制备技术。研究了涂层的晶体结构和相组成以及高温氧化性能,探索了制备Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的方法,初步研究了Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的高温氧化性能。     

碳化硅复合镍磷合金涂层的组织结构、显微硬度及腐蚀性能研究

镍基复合涂层是一项有望替代电镀铬涂层的先进绿色环保表面处理技术。 本文在铝合金表面制备了纯 Ni、 NiP及其与SiC复合涂层, 利用SEM、 EDS和XRD研究了Ni、 NiP及其复合涂层的微观形貌、 成分与组织结构, 利用显微硬度计与电化学工作站研究了其硬度与耐腐蚀性能。 研究结果表明： SiC 复合电镀纯镍涂层的表面较为 粗糙, SiC 复合电镀镍磷合金涂层中晶粒轮廓明显; 电沉积镍磷合金涂层的相结构包括晶体 Ni2P、 Ni12P5 和非晶 NiP。 铝合金基体表面 Ni-P 合金涂层的显微硬度显著高于纯 Ni 涂层, 引入 SiC 纳米颗粒形成复合涂层可提高其 显微硬度; SiC 颗粒有助于提高复合涂层在氯化钠溶液中的腐蚀电位, 降低腐蚀电流密度, 提高其耐蚀性能。     

电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响

通过电弧喷涂/电火花沉积复合工艺在AZ91D镁合金表面制备了耐蚀性涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学测试和浸泡实验等研究手段,研究了电弧喷涂/电火花沉积复合涂层的结构及耐腐蚀性能,并对涂层腐蚀机制进行了分析。结果表明:经电弧喷涂/电火花沉积复合处理后,E corr=-1.33 V,较基体和喷涂铝涂层试样分别正移约280,40 mV,腐蚀倾向性有所降低;点蚀电位为-0.704 V,较电弧喷涂铝涂层试样提高约60 mV,点蚀敏感性有所降低;电弧喷涂铝涂层试样的钝化电流i pass=4.6×10-3A·cm-2,电弧喷涂/电火花沉积处理试样的ipass=3.2×10-5A·cm-2,经电火花表面改性后,涂层钝化膜自修复能力大幅增强;在3.5%NaCl溶液中,经36 h浸泡试验后,电弧喷涂铝涂层试样表面出现直径达150μm的点蚀坑;而电弧喷涂/电火花沉积复合涂层表面仅出现直径约5~8μm的点蚀坑,涂层发生的主要为亚稳态点蚀。     

Ti6Al4V合金热浸铝研究

采用热浸镀法在Ti6Al4V合金表面制备出TiAl3金属间化合物涂层,并在不同温度下对浸镀后的试样进行热扩散处理.通过XRD、SEM等分析手段对涂层结构和成分进行测试分析,探讨涂层形成机理.结果表明:Ti6Al4V合金经750℃ 5 min热浸铝后,在其表面形成了由纯铝和TiAl3组成的涂层,TiAl3合金层厚约1.5 μm;经550℃退火5h后,TiAl3含量增多而纯铝层含量则相应减少,纯铝层几近消失,合金层厚度约为40μm,涂层致密;经930℃退火5h后,表面的涂层转化为单相的TiAl3,产物纯净,但涂层中出现了较多的孔洞,自涂层表面到钛合金基体,孔洞浓度呈梯度变化.     

Fe基和Al基非晶涂层制备及耐蚀性能研究

为制备性能良好的耐腐蚀涂层,用气雾化方法制备Fe基和Al基两种非晶粉末,然后采用冷喷涂工艺(CS)和大气等离子喷涂工艺(APS)分别制备非晶涂层,并利用扫描电镜(SEM), X射线衍射仪(XRD)和电化学等方法研究两种非晶涂层微观形貌、相组成和耐腐蚀性等性能。实验表明:采用冷喷涂方法制备非晶涂层非常困难,而采用大气等离子喷涂工艺制备涂层容易。因此本研究主要内容是大气等离子喷涂制备非晶涂层及涂层的耐腐蚀性能。对Fe基非晶材料而言,大功率制备的涂层耐腐蚀性能较小功率制备的好,但寿命差别不明显。最终获得7075铝合金、 Fe基和Al基非晶涂层耐3.5%(质量分数)盐水浸泡寿命分别约为1236, 1658和2147 h。从Fe基和Al基非晶材料角度看,尽管Fe基采用几种优化工艺制备,但Fe基非晶涂层耐腐蚀性能依然较Al基非晶差。相对来说,采用大气等离子喷涂工艺制备Al基非晶涂层耐腐性能较好,可对铝合金表面进行腐蚀防护,在航空、航海领域具有广阔的用途。     

TiAl合金表面阴极微弧制备的Al_2O_3膜结构与性能

以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液,采用阴极微弧放电沉积方法,在TiAl合金表面制备连续的Al2O3薄膜,并对膜的结构与性能进行研究.利朋扫描电镜(SEM)观察到样品表面分布着熔融状颗粒,颗粒的平均直径约20μm,颗粒中间有小孔存在.X射线衍射(XRD)分析表明氧化膜的相成分主要为α-Al2O3和γ-Al2O3相,还有少量的ε-Al2O3相;氧化膜中α-Al2O3和γ-Al2O3的相对含量随着制备电压改变而变化.显微划痕实验测得膜与TiAl基体之间结合力大于20 N,表明制得的氧化膜与基体有良好的结合力.900℃的高温氧化实验表明氧化膜能够有效地提高基体的抗氧化性能.     

锌及锌铝合金热喷涂涂层的腐蚀防护研究

锌及锌铝合金热喷涂涂层可以最大限度地为钢结构件和混凝土中的钢筋提供腐蚀防护。锌及锌铝合金热喷涂涂层主要的加工方式为电弧喷涂和火焰喷涂,可以在基体表面形成密封层,这就产生了一个最佳的被动与主动相结合的腐蚀防护体系,使得工件的使用寿命延长到20年。本文研究了锌及锌铝合金热喷涂涂层的微观属性和接近实际工况时的腐蚀防护特点。     

TA5-5钛合金表面热喷涂Mo涂层的耐磨耐蚀性能

钛合金因力学及耐腐蚀性能优异而应用广泛,但其耐磨性能差,为提高表面耐磨性,本文采用火焰喷涂技术在TA5-5钛合金表面制备Mo涂层,利用光学显微镜、XRD检测分析涂层的微观结构及物相组成,并测试了涂层的抗拉结合强度、显微硬度等力学性能,通过橡胶轮磨损实验检测了涂层的抗磨粒磨损性能,以及通过极化曲线测试及模拟海水浸泡实验分析了涂层的耐腐蚀性能。研究结果表明,喷钼层呈现典型的层叠状结构,涂层孔隙率为13. 2%;物相主要由Mo以及其氧化物MoO_2组成;抗拉结合强度为25. 0 MPa;显微硬度960. 8HV0. 1,是TA5-5钛合金基材的3倍;喷钼层的相对耐磨性为TA5-5基材的12倍。喷钼层对TA5-5基材起到阴极保护效果,且涂层耐蚀性能良好,在3. 5%NaCl溶液中浸泡45 d的平均腐蚀速率为0. 02 mg/(cm~2·d)。     

钛合金叶尖耐磨涂层制备与组织性能研究

为解决钛合金表面直接进行电镀涂层制备结合力较低的问题,本文采用超音速火焰喷涂技术在钛合金叶尖表面制备了不同厚度 NiCoCrAlY 底层,并在底层表面用复合电镀技术制备了 Ni-cBN 耐磨面层。研究表明NiCoCrAlY-Ni-cBN 耐磨涂层的组织结构良好,结合强度大于 74.2 MPa,能够在 600 ℃大气环境中长时间保持组织和结构稳定。NiCoCrAlY-Ni-cBN 钛合金叶尖涂层与 NiCrFe/Al/hBN 封严涂层的对磨匹配效果良好,可以为钛 合金叶尖提供良好的对磨防护。     

Fe-30Ce合金在H_2/H_2S混合气体中的腐蚀

研究了含３０ｗｔ．％Ｃｅ的Ｆｅ－Ｃｅ合金在６００～８００℃、Ｈ２／Ｈ２Ｓ混合气中的腐蚀行为，其硫的分压为１．０１×１０－３Ｐａ。结果表明，Ｆｅ－３０Ｃｅ合金的腐蚀速度比纯Ｆｅ慢得多，但比纯Ｃｅ快得多，随温度升高其腐蚀速度加快。该合金硫化后形成复杂的腐蚀产物膜，最外层为纯Ｆｅ的硫化物层，其下为Ｃｅ的硫化物与Ｆｅ的硫化物的混合物层，内层为Ｃｅ的内硫化区，与之相邻的基体金属层中没有贫Ｃｅ现象发生，Ｃｅ不能从合金的腐蚀区中扩散出去，而是在腐蚀区中形成Ｃｅ的硫化物与Ｆｅ的硫化物的混合物。尽管与纯Ｆｅ相比，Ｆｅ－Ｃｅ合金的腐蚀速度下降了，但在合金的表面上仍形成了连续的ＦｅＳ层，可见，３０ｗｔ．％的Ｃｅ亦不足以阻止基体金属的腐蚀，以及复杂氧化膜结构的形成，可能与Ｃｅ在基体金属中有限的溶解度及合金中金属间化合物相的出现有关。     

氯化锰去除铝硅合金中铁杂质的研究

针对电热法生产的一次铝硅合金经稀释精炼后需去除杂质铁,而直接加锰除铁造成了锰的损失,且锰的扩散较慢这一问题。探讨了用氯化锰代替单质锰去除铝硅合金中铁的可能性。结果表明,氯化锰能够与铝反应生成锰即氯化锰可以代替锰去除铝硅合金中的铁。     

Fe74Al4Sn2M2P10Si4B4系非晶合金带材的制备及其热、磁性能

利用单辊法制备了Fe74 Al4Sn2M2P10Si4B4(M为Nb、Mo、V)、Fe74 Al4SnzMo2P8Si4B4C2和Fe75Al4Sn2Mo2Nd1P8Si4B4非晶合金薄带,并测试了该非晶合金系的差示扫描量热曲线和动、静态软磁性能.结果表明,Fe74Al4Sn2NbzP10Si4B4非晶合金具有相对较宽的超冷液相区,其△Tx=51.41 K;而Fe74Al4Sn2MozP10Si4B4非晶合金具有较好的软磁性能,其最大磁导率μm=53.5×104,μe(1 kHz)=7.02×104,损耗P1.1T/50Hz=0.096 W/kg;Fe74Al4Sn2Mo2P8Si4B4C2非晶合金具有宽的超冷液相区和良好的软磁性能,其超冷液相区的宽度△Tx=48.81 K,μm=23.3×104,P1 1T/50 Hz=0.153 W/kg;Fe75Al4SnzMozNd1P8Si4B4非晶合金具有很宽的超冷液相区,其△Tx=60.06 K.     

CaH2还原TiO2制备TiAl合金粉的研究

在1 112～1 600K温度范围内,以TiO2粉、CaH2粉和Al粉为原料,采用还原扩散法制备TiAl合金粉.该法是一种低成本高效率的绿色冶金方法.通过分析Ca-TiO2-Al体系可能发生的反应,计算这些反应的吉布斯自由能和体系的Ca蒸气压,以及对原料配比的控制,从热力学角度上证实了采用还原扩散法制备TiAl合金粉是可能的.在1 423 K条件下,针对保温时间进行了一系列实验.并对保温8 h的实验产物进行XRD分析,证实为TiAl合金粉.     

熔炼法制备的AB5-AB2复合合金的晶体结构和电化学性能

选择AB2 型Laves相合金Zr0 .9Ti0 .1 (Mn0 .35Ni0 .55V0 .1 5) 2 作为添加剂与稀土基AB5型合金进行熔炼处理 ,制备了AB5 AB2 复合合金。XRD表明 ,制备的AB5 AB2 复合合金具有AB5合金的CaCu5主相结构 ,同时含有少量的AB2 合金的C14型Laves相存在。并且 ,随着AB2 含量的增加 ,复合合金中的第二相含量逐渐增加。通过复合处理 ,AB5合金的放电容量、循环寿命和倍率放电性能均得到明显提高。AB5 x ?2 复合合金电极的最大放电容量由x =0时的 3 2 2mAh·g- 1 升高到x =1时的 3 3 1mAh·g- 1 。AB5 1?2 复合合金电极 ,在 15 0 0mA·g- 1电流密度下的放电容量从 62mAh·g- 1 提高到 185mAh·g- 1 ,经 3 0 0次充 /放电循环后的容量保持率从 44 .2 4%提高到 78.5 1%。     

EDTA-H_2O_2分光光度法测定铝及铝合金中的铁

在pH≥ 10 2的氨性介质中 ,Fe(Ⅲ )与EDTA及H2 O2 形成稳定的紫红色三元配合物 ,铁量在 0～ 0 0 6mg/ml范围内符合比耳定律 ,可用于铝及铝合金中铁的测定     

不同熔炼条件下B、C元素对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸态组织的影响

研究了不同熔炼条件下B、C元素对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金的铸态组织的影响。研究结果表明：B、C元素的添加显著地细化了Tim基合金的组织片层,C元素的细化效果优于B元素。在所研究的精炼时间内,无论添加微量元素B还是C元素,精炼时间为30min时获得的铸锭组织中片层最细。     

93W-5Ni-2Cu烧结工艺的研究

本文研究了烧结温度对 93W 5Ni 2Cu合金力学性能的影响。结果表明 ,烧结温度不同 ,合金的组织和性能差异很大 ,合适的烧结温度可以使合金具有良好的组织结构和最佳的力学性能。     

TB2钛合金丝材加工工艺研究

对TB2丝材生产的主要工艺参数进行了分析研究，结果表明：采用合理的锻造、轧制和拉拔工艺可以获得表面良好的成品丝材。     

熔盐电解SiO2/TiO2制备硅钛合金的研究

采用熔盐电解法通过直接电解SiO2、TiO2混合物料来制备硅钛合金。热力学计算结果表明,在700℃下,SiO2和TiO2的理论分解电压分别为1.28V和1.37V,生成的单质硅和钛在高温下能够自发进行合金化反应,生成硅钛系列合金,且容易倾向于生成稳定合金相TiSi2合金。研究表明,以摩尔比50∶1的SiO2/TiO2混合物料为原料,在等摩尔比的CaCl2-NaCl混合熔盐中,在700℃、2.4V槽电压下,经过5h电解后,制备得到TiSi2/Si合金,微观形貌为粒径0.2~2.5μm的多孔颗粒堆积,单质硅颗粒覆盖在TiSi2合金颗粒表面。