搪瓷涂层对Ti-24Al-14Nb-3V抗氧化及热腐蚀性能的影响

研究了搪瓷涂层对Ti-24Al-14Nb-3V抗高温氧化及热腐蚀性能的影响.结果表明,在900℃下,由于搪瓷涂层具有较高的化学稳定性,且和Ti-24Al-14Nb-3V有比较接近的热膨胀系数,大大改善了Ti-24Al-14Nb-3V抗恒温氧化及循环氧化性能.在850℃(Na,K)2SO4中,虽然熔盐中的Na+与搪瓷涂层中的Ca2+进行离子交换引起搪瓷涂层少量减重,但它仍具有优异的抗熔融硫酸盐腐蚀能力.在850℃NaCl+Na2SO4中,搪瓷涂层对Ti-24Al-14Nb-3V具有一定的保护作用,但是由于熔盐中的Na+与搪瓷涂层中的Ca2+进行离子交换,和熔盐中的Cl-对搪瓷涂层的腐蚀作用及对基材的点蚀作用,使其保护作用下降.     

MCrAlY/搪瓷复合涂层的抗高温氧化及热腐蚀性能

研究了HVOF CoNiCrAlY和HVOF CoNiCrAlY／搪瓷复合涂层在900℃空气中氧化，以及850℃下75％NaCl 25％Na2SO4(质量分数，下同)熔盐中的腐蚀行为。结果表明：CoNiCrAlY涂层的抗热腐蚀能力由于NaCl的加入而受到严重影响，但CoNiCrAlY／搪瓷复合涂层在850℃的75％NaCl 25％Na2SO4中表现出良好的抗热腐蚀能力；在900℃的空气中，搪瓷层不但显著提高了CoNiCrAlY层的抗氧化能力，并且具有良好的粘附性，没有明显的剥落。     

Effect of Sputtered TiAICr Coatings on Oxidation and Hot Corrosion Resistance of Ti-24Al-14Nb-3V

The effect of sputtered Ti-50Al-10Cr and Ti-50Al-20Cr coatings on both isothermal and cyclic oxidation resistance at 800～900°C and hot corrosion resistance at 850°C of Ti-24Al-14Nb3V was investigated. Results indicated that Ti-24Al-14Nb-3V alloys exhibited poor oxidation resistance due to the formation of Al2O3+TiO2+AlNbO4 mixed scales in air at 800～900°C and poor hot corrosion resistance due to the spallation of scales formed in Na2SO4+K2SO4 melts at 850°C. Both Ti-S0Al-10Cr and Ti-50Al-20Cr coatings remarkably improved the oxidation and hot corrosion resistance of Ti-24Al-14Nb-3V alloy.     

冷喷涂CoNiCrAlY涂层在Na_2SO_4熔盐中的热腐蚀行为

利用冷喷涂技术制备CoNiCrAlY涂层,并对涂层进行了真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜,能谱分析等方法研究预氧化处理前后的CoNiCrAlY涂层在900℃的Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:冷喷涂CoNiCrAlY涂层含氧量为0.12%(质量分数),孔隙率小于0.28%(体积分数)。真空预氧化处理在涂层表面生成厚约0.26μm连续、致密的α-Al_2O_3氧化膜;喷涂态涂层和预氧化涂层在热腐蚀150h后表面均生成了以α-Al_2O_3为主的致密连续氧化膜,保护了基体免受腐蚀破坏;真空预氧化处理有效减缓了S和O等元素向涂层内扩散的速率,从而提高了涂层的抗Na2SO4熔盐热腐蚀性能;高温热腐蚀对涂层的破坏作用远大于高温氧化。在相同温度下,涂层在单一Na2SO4熔盐中腐蚀时,Al的消耗速率约为高温氧化时的2倍。     

TiAl涂层对Ti_3Al合金腐蚀行为的影响

利用磁控溅射的方法在Ti_3Al合金上溅射Ti-48Al-8Cr-2Ag (原子分数/%)涂层,研究涂层对Ti_3Al合金熔盐热腐蚀和电化学腐蚀行为的影响.同时通过TEM,SEM,EDX,电化学工作站对合金的腐蚀进行研究,并对腐蚀机理进行探讨.结果表明:在熔盐热腐蚀中,涂层对基体具有很好的防护作用,这主要是因为Ti_3Al合金表面发生了大面积的脱落,而涂层试样表面腐蚀膜结合牢固.经过电化学腐蚀研究,涂层试样表面发生明显的分级钝化现象,表明涂层在Na2SO4+K2SO4溶液中具有很好的钝化性能,显示了很好的抗电化学腐蚀性能.     

V2O5+Na2SO4熔盐作用下(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ热障涂层的热腐蚀行为研究

为评估(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7涂层的耐熔盐腐蚀性能,用等离子喷涂法制备了(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ,研究了该涂层在V2O5+Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为,将腐蚀条件为涂覆熔盐的涂层在700～1 000℃热处理2 h和10 h.结果表明:(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7涂层与 V2O5+Na2SO4熔盐发生了明显的腐蚀反应,产物为GdVO4和t-ZrO2 2种,且腐蚀产物种类与热腐蚀温度和时间关系不大;但当腐蚀温度为700℃和800℃时,涂层表面有一定的Na2SO4残留.对腐蚀后涂层截面分析发现,涂层表面形成了反应层,该反应层可在一定程度上阻止熔盐渗透,但随着腐蚀温度的提升,形成反应层的能力变弱,涂层内可观察到较明显的熔盐痕迹;总体上来看,经700～1 000℃的熔盐腐蚀后,(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7/YSZ涂层依然能保持结构完整性.根据路易斯酸碱规则提出了熔盐与(Gd0.9Sc0.1)2Zr2O7的反应机理,阐明了涂层抗熔盐腐蚀的机制.     

AlSiY扩散涂层的高温氧化及热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术和后续扩散处理,制备了AlSiY扩散涂层。同时研究了AlSiY扩散涂层在1000℃下的高温氧化行为和900℃下Na2SO4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为。实验结果表明:AlSiY扩散涂层主要由β-NiAl相以及一些弥散分布的α-W、CoWSi相组成。氧化和腐蚀过程中涂层中β-NiAl相提供Al源在表面形成了连续致密的Al2O3膜,使涂层具有很好的抗高温氧化和抗热腐蚀能力。     

T2钛合金高温腐蚀行为研究

采用高温熔盐灼烧法研究T2钛合金高温腐蚀动力学及腐蚀行为.分别在500,600,700,800℃的Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)环境中发现T2钛合金腐蚀增重符合直线规律,直线通式为y=KLt.随着温度的增加,直线的速率常数KL增大.混合盐Na2SO4(80%) NaCl(20%)比纯Na2SO4的加速腐蚀作用更加明显.在Na2SO4或Na2SO4(80%) NaCl(20%)中,T2钛合金随温度升高,氧化膜的完整性降低.合金中Al,Zr等元素在腐蚀中向合金表面扩散,而盐中的S,Cl等元素则向合金内部扩散.     

新型Ni-Cr-Co基高温合金的热腐蚀行为

利用热重分析法研究了一种将用作超临界锅炉过热器管材料的新型Ni-Cr-Co基高温合金在空气中的热腐蚀行为，并利用X射线衍射和扫描电镜等实验手段详细分析了腐蚀产物和腐蚀机理．研究表明：合金表面涂覆Na2SO4后在850℃的腐蚀动力学行为遵循抛物线规律，而在950℃时因表面腐蚀产物的挥发偏离抛物线规律，抛物线速度常数逐渐降低；合金表面生成的腐蚀产物有Cr2O3、（NiCo）Cr2O4、TiO2和A1203，内析出物为Al2O3、TiO2和Cr与Ti的硫化物；合金表面涂覆Na2SO4在850℃和950℃发生了高温热腐蚀，其原因在于表面熔融态Na2SO4盐的存在使得表面形成的Cr2O3膜产生了碱性熔融．     

真空预氧化对冷喷涂CoNiCrAlY涂层组织及热腐蚀性能的影响

利用冷喷涂技术制备CoNiCrAlY涂层,并对涂层进行真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜,能谱分析和透射电镜等方法分析了CoNiCrAlY涂层真空预氧化前后的微观组织结构,并研究了喷涂态涂层和真空预氧化涂层在900℃的75%Na2SO4+25%NaCl(质量分数,下同)熔盐中的热腐蚀行为和机理。结果表明:冷喷涂CoNiCrAlY涂层呈纳米晶结构,含氧量为0.12%,孔隙率小于0.28%(体积分数)。真空预氧化处理改善了涂层粒子间的结合,使涂层更加致密,并在涂层表面生成厚约0.26μm连续、致密的α-Al2O3氧化膜;喷涂态涂层和真空预氧化涂层在热腐蚀150h后表面均生成了以α-Al2O3为主的致密连续氧化膜,保护了基体免受腐蚀破坏;真空预氧化处理有效减缓了S和Cl等元素向涂层内扩散的速率,使涂层的抗腐蚀性能提高了近一倍。     

2205和316L不锈钢在钾钠混合熔盐中的腐蚀行为

为了研究不同种类不锈钢在混合熔盐中的高温腐蚀行为,在不同温度的钾钠混合熔盐(KCl+Na2SO4+K2SO4)中通过对2205双相不锈钢和316L不锈钢进行不同时长的静态腐蚀试验,研究了2种材料的物相组成以及表面腐蚀形貌、微区成分和腐蚀动力学曲线.结果 表明:2种材料均发生了氧化腐蚀,它们都具有相似的抛物线腐蚀动力学特征,随腐蚀时间的延长,单位面积内腐蚀增重先快速增长后缓慢增长.在600℃和650℃高温腐蚀24 h后,2205双相不锈钢和316L不锈钢有类似的高温腐蚀规律,质量损失分别达到5 mg/cm2左右和8 mg/cm2左右;在700℃下316L不锈钢的腐蚀速率明显低于2205双相不锈钢,这是由于在钢表面较快地形成了NiCr2O4 NiFe2O4和NiO的腐蚀产物层,它们可以有效地减缓腐蚀速率,从而对基体起到了良好的保护作用.     

Super304H抗碱金属硫酸盐的腐蚀行为

采用XRD,SEM和EMPA等分析方法研究了表面喷涂碱金属硫酸盐的Super304H在750℃空气中的耐高温腐蚀特性。结果表明:Super304H在腐蚀初期发生高温氧化,动力学曲线遵循抛物线规律,表面生成相对致密且具有保护性作用的铁/铬氧化膜;延长腐蚀时间,生成挥发性腐蚀产物Na4(CrO4)(SO4);氧化膜增厚,变得疏松多孔,近基体表面处细小孔隙萌生,并聚集长大成微裂纹、微孔洞,基体内部发生内硫化。分析认为:低熔点共晶体Na2O·Na2SO4的形成以及Cr2O3在硫酸盐中的碱性熔融促进了腐蚀加速与持续。     

不同离子交换体对碳钢在有机涂层下腐蚀行为的影响

为探讨在离子选择性涂层中离子交换体的不同对金属腐蚀行为的影响,用动电位扫描极化曲线和电化学交流阻抗技术研究了A3钢表面涂装含不同离子交换体的阴离子选择性和阳离子选择性有机涂层在3％NaCl溶液中的腐蚀和电化学行为。实验结果表明,同一种涂层中不同离子交换体对碳钢的腐蚀行为有不同影响,可以通过选择具有缓蚀作用的交换离子来改善涂层的防蚀性能。在阴离子选择性涂层中交换离子为MoO4^2-型时对碳钢的防蚀性能比交换离子为SO4^2-型好,在阳离子选择性涂层中则交换离子为Na^ 型时比交换离子为NH4^ 型好。     

Ti-48Al-8Cr-2Ag纳米晶涂层对TiAlNb合金腐蚀行为的影响

研究了磁控溅射的Ti-48Al-8Cr-2Ag（原子数分数,％）纳米晶涂层对Ti-46．5Al-5Nb合金腐蚀行为的影响．结果表明,在600～700℃盐水蒸气的协同作用下,TiAlCrAg涂层使TiAlNb合金腐蚀速率降低．Nb是TiAlNb合金在700℃盐水蒸气协同作用下生成致密TiO2膜的主要原因．氯化物侵蚀α2相,使TiAlNb合金在盐和水蒸气综合作用下加速腐蚀,TiAlCrAg涂层中较少的α2相以及Laves相中较高的Cr含量是腐蚀速率降低的主要原因．     

磷酸表面处理复合SiO2涂层对Ti-6Al-4V合金抗氧化性能的影响

研究磷酸表面处理和复合SiO2涂层对Ti-6Al-4V合金600℃下空气中抗氧化性能的影响。结果表明:600℃氧化24h后,磷酸表面处理使Ti-6Al-4V合金平均氧化速率下降了近75%,复合非晶SiO2涂层样品600℃等温氧化100h后,平均氧化速率比空白样品降低一个数量级,抗氧化性能与单独的磷酸处理比较进一步提高。磷酸表面处理和复合SiO2涂层样品的氧化膜致密性增强且与基体的黏附性良好,二者氧化膜中TiO2的体积分数均低于空白样品。磷酸表面处理形成的TiP2O7层与SiO2涂层共同抑制了O的内扩散和Ti的外扩散。     

Galvalume在不同介质中腐蚀产物的形貌和成分分析对比及其对耐蚀性能的影响

利用二次电子成像技术分析了Galvalume镀层在NaCl，Na2SO4以及NaCl Na2SO4介质中腐蚀产物的形貌，并用X射线衍射技术分析了各种腐蚀产物的化学组成。结果表明，在NaCl介质中的腐蚀产物主要为结构疏松的晶态物质，对镀层基本无保护作用；而在Na2SO以及NaCl Na2SO4介质中的腐蚀产物主要为结构致密的非晶态物质，对镀层具有较强的保护作用，说明SO4^2-的存在是形成致密非晶产物的根本原因。     

Ba1-xSrxAl2Si2O8体系环境障碍涂层材料在1000℃空气环境下的抗熔盐腐蚀性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了3种不同钡锶物质的量比的Ba1-xSrxAl2Si2O8(BSAS)体系粉体材料,其钡、锶物质的量比分别为1∶0、0.75∶0.25、0∶1。将烧结得到的BSAS块体材料表面喷涂(8.5±0.2)mg/cm2的Na2SO4后,置于1000℃空气环境中进行熔盐腐蚀实验,研究其抗熔盐腐蚀性能。根据样品质量随腐蚀时间的变化,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜形貌分析(SEM)等结果,揭示其抗熔盐腐蚀机理。结果表明,B0.75S0.25AS腐蚀100h后质量变化最小,XRD分析其成分未发生明显变化,说明B0.75S0.25AS在1000℃时的抗熔盐腐蚀性能优于其它物质的量比的BSAS材料。     

TiAl合金热浸镀铝及热扩散处理后的镀层结构

为了提高TiAl基合金的抗高温氧化性能,采用热浸镀铝法和热扩散处理工艺在合金Ti-45Al-2Cr-2Nb-0.15B(原子分数,%)表面制备TiAl_3涂层.用XRD和SEM方法对涂层的结构和成分进行了分析.结果表明:TiAl合金经过热浸镀铝处理,表面生成了双相的富Al涂层,它由纯Al外层和TiAl_3内层组成;在550℃下,无论是在真空或者空气气氛中,进行扩散热处理,TiAl合金表面都形成了单相的TiAl_3涂层.     

Cr在Ti-Al-Cr合金抗高温氧化过程中的作用研究

研究了Ti-50Al,Ti-50Al-15Cr.Ti-45Al-15Cr和Ti-67Al-8Cr(原子分数%)合金在900-1000℃下的高温氧化性能.结果表明:Ti-50Al-15Cr,Ti-45Al-15Cr和Ti-67Al-8Cr均表现出优良的抗氧化性能,氧化后表面主要是α-Al2O3及少量的TiO2组成.Ti-50Al-15Cr,Ti-67Al-8Cr和Ti-45Al-15Cr合金良好的抗高温氧化性能归于Cr在合金抗氧化过程中起到了吸氧效应的作用.另外发现对于Ti-50Al-15Cr和Ti-67Al-8Cr均发生了950℃时的氧化增重比1000℃时的氧化增重大,这是由于Cr的加入使Ti的活性降低的缘故.     

NiCrAlY涂层在模拟垃圾焚烧炉环境中的高温腐蚀行为

通过电弧离子镀制备NiCrAlY涂层，测试其在模拟垃圾焚烧炉环境中的高温腐蚀性能。结果表明：腐蚀初期，在涂层表面形成混合氧化层，外层由Al₂O₃和Cr₂O₅组成，内层为富Ni的氧化层，具有稳定的抗腐蚀能力。随着腐蚀时间的增加，Cl^-扩散至涂层/基体界面处，形成金属氯化物，破坏氧化层，形成疏松、多孔的腐蚀层。当温度升至550℃后，涂层腐蚀速度加快，涂层的腐蚀进程明显加速，涂层上的有效元素被快速消耗，导致涂层抗高温腐蚀能力严重下降。