铁基高铬涂层热腐蚀行为的研究

以Q235钢为基体,采用高速电弧喷涂制备Fe-Cr涂层并对其进行650℃涂盐热腐蚀,采用扫描电镜和X射线衍射仪对腐蚀后涂层的形貌、成分和相组成进行分析。结果表明:铬含量对Fe-Cr涂层的抗热腐蚀性能有显著的影响,在本实验范围内,涂层抗热腐蚀性能随铬含量的增加而提高。当铬含量为44wt%时,100h腐蚀后,基体的腐蚀增重为涂层腐蚀增重的7.87倍,涂层表面生成了FeCr2O4复合氧化物保护膜,涂层具有良好的抗热腐蚀性能;在铬含量(<30wt%)较低的涂层,涂层表面生成的氧化物主要是Fe2O3,而Fe2O3对基体基本没有起到保护作用。     

WC-Fe3Al表面耐磨复合材料的研制

用药芯焊丝法制得WC-Fe3Al复合焊材,将该焊材堆焊于工件表面,利用氩弧物理热和Fe-Al反应热使碳化物硬质颗粒与Fe3Al金属间化合物复合,从而在焊层中形成碳化物颗粒强化的Fe3Al基复合材料.微观组织观察与XRD相分析表明,堆焊过程中WC颗粒发生分解,析出弥散分布的细小W2C相.基体相组成受WC-Fe3Al复合药芯焊丝制备时Fe/Al配比的影响,主要为Fe3Al相,但当Fe/A1配比不适当时会出现部分α-Fe.碳化物的弥散强化作用显著提高了Fe3Al基复合材料的硬度和耐磨性,使该材料成为一种有工业化应用前景的新型高温耐磨表面强化材料.     

复合添加剂对氧化铝陶瓷烧结性和抗热震性的影响

研究了复合添加剂MnO2、MgO和Y2O3对Al2O3陶瓷烧结性和抗热震性的影响.试验结果表明:在复合添加剂中引入MgO和Y2O3大幅度提高了Al2O3陶瓷的致密度,促进了陶瓷的烧结,提高了材料的强度.Al2O3陶瓷的抗热震性能也得到提高,当MgO和Y2O3的含量为0.5%时,Al2O3陶瓷的临界热震温差在300℃左右,抗热震性能大大提高;继续增加MgO和Y2O3的含量,其抗热震性有所降低.添加复合添加剂的Al2O3陶瓷的抗热震性受到细晶强化和气孔的共同控制,对抗热震性提高的主要贡献为细晶强化,但气孔也会影响其抗热震性.     

沉没辊表面抗液态锌腐蚀材料的研究

着重介绍了液态锌液对金属的腐蚀机制,对耐锌蚀材料及表面改性方法研究进行比较分析,并对耐液态锌腐蚀材料的发展趋势进行展望.结果表明热喷涂WC/Co、Al2O3、ZrO2-Y2O3、MoB/CoCr等涂层材料能有效提高抗锌液腐蚀能力,其中超音速喷涂MoB/CoCr涂层的性能最为突出,抗锌液腐蚀能力达600多小时,是有望成为提高沉没辊使用寿命的涂层材料.     

等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 ,用于摩托车的金属载体排气催化剂     

Y2O3对NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层热腐蚀性能影响行为研究

本文利用超音速火焰喷涂技术(HVOF),在20G钢表面制备了掺杂1wt.%、3wt.%、5wt.%三种不同含量Y2O3的NiCr-Cr3C2金属陶瓷复合涂层,并探究了其在650℃,Na2SO4/K2SO4熔盐环境中的热腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、拉伸试验机等对涂层的微观结构和力学性能进行了表征,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、X射线能谱仪(EDS)对复合涂层热腐蚀产物形貌、物相进行分析。结果表明掺杂1wt.%Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层结构致密、孔隙率低、结合强度高,显微硬度达到801HV。热腐蚀过程中掺杂Y2O3的NiCr-Cr3C2复合涂层表面均生成耐蚀性良好且致密的Cr2O3膜。随着Y2O3掺杂量的增加,涂层的耐热腐蚀性能先升高后下降,当Y2O3掺杂量为1wt.%时,复合涂层表现出最佳的耐热腐蚀性能。     

高熵稀土铝酸盐双陶瓷涂层的制备及热防护性能研究

随着航空航天技术的发展, 热防护涂层服役温度逐渐提高, 亟需寻找新一代涂层材料。 本研究通过固相烧 结法制备高熵稀土铝酸盐 (Y0.2Yb0.2Lu0.2Eu0.2Er0.2)3Al5O12(HE-RE3Al5O12) 陶瓷粉体, 采用大气等离子喷涂技术在高 温合金基体上实现 HE-RE3Al5O12/YSZ 和 HE-RE3Al5O12/Al2O3 双陶瓷涂层有效沉积。 分析了双陶瓷涂层的相结构 及微观组织演变规律, 并开展了其在高温氧乙炔焰流热冲击循环作用下的热防护性能研究。 结果表明, 氧乙炔火 焰加热涂层表面温度至 1400 ℃, 并在目标温度下停留 200 s 时, HE-RE3Al5O12/YSZ 和 HE-RE3Al5O12/Al2O3 涂层 样品（HE-RE3Al5O12 涂层厚度为 200 μm） 能够分别实现有效温降约为 665 ℃和 545 ℃。 HE-RE3Al5O12/YSZ 双陶 瓷涂层在 1400 ℃ -200 s 热循环下的寿命为 20 次左右, 且该涂层的抗热震性能明显优于 HE-RE3Al5O12/Al2O3 涂层。 基于高熵涂层的热防护行为演变特征, 推测在高温焰流循环作用过程中涂层内部所产生的热失配应力是引起双陶 瓷涂层失效的主要原因。 本研究工作基于新型双陶瓷涂层结构设计, 有效扩展了高熵稀土铝酸盐涂层材料在高温 热防护领域中的应用前景。     

Y_2O_3对机械合金化Fe-20Cr-2.5Al合金热腐蚀行为的影响

为了研究稀土元素对高温热腐蚀行为的影响,采用机械合金化及热压法制备Fe-20Cr-2.5Al、Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3和Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金,并研究其在900℃,涂敷Na2SO4盐膜后的热腐蚀行为。结果表明,Fe-20Cr-2.5Al合金腐蚀增重最大,Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金腐蚀增重其次,Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3腐蚀增重最少,抗热腐蚀性能最好。Fe-20Cr-2.5Al合金的腐蚀膜主要为Fe2O3,在腐蚀膜与镀镍层界面处存在着少量的Al2O3。Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金的腐蚀膜主要为Cr2O3,在靠近基体一侧有少量的Al2O3。Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金的腐蚀膜分为2层,外层为Fe Cr2O4,内层为较致密的Cr2O3。三种合金均未发生内硫化现象。添加Y2O3的Fe-Cr-Al合金的抗热腐蚀性能明显好于对应未添加的合金,其中Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金好于Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金。     

添加ZrO2-SiC复合粉体对Al2 O3 -C质耐火材料抗热震性能的影响

以电熔刚玉、天然石墨以及利用碳热还原法合成的ZrO2-SiC复合粉体为原料制备了Al2O3-C质耐火材料,研究了ZrO2-SiC复合粉体加入量对Al2O3-C质耐火材料抗热震性能的影响.结果表明:添加质量分数为4%的ZrO2-SiC复合粉体试样的显气孔率最低为18.8%;添加6%ZrO2-SiC复合粉体的试样,在1 200 ℃的温度下热震次数达到10次后,其表面并未出现明显裂纹,且其残余耐压强度为16.71 MPa,耐压强度保持率为40.9%,具有良好的抗热震性能.     

等离子喷涂制备铁基复合陶瓷涂层的研究

以铝粉和氧化铁粉作原料,采用等离子反应合成技术制备出了金属颗粒增韧的FeAl2O4-Al2O3-Fe复合陶瓷涂层。研究分析了复合涂层的组织及其性能。结果表明：等离子反应合成得到了以层状基体相FeAl2O4与硬质相Al2O3为骨架,球状Fe相弥散分布于基体相上的复合涂层。复合涂层的断裂韧性和结合强度明显优于普通Al2O3涂层,特别是复合涂层的具有较高的耐磨性能。     

纯钛表面多步合成Ti-Al梯度抗氧化涂层

以TA2工业纯钛为基体材料,通过微弧氧化技术及磁控溅射技术在TA2基体表面分别制备了氧化钛薄膜和金属铝涂层,从而形成Ti/TiO2/Al结构试样,然后进行500℃×4 h的真空扩散热处理,研究了TA2纯钛基体表面Ti、Al元素梯度过渡的复合抗氧化涂层的形成机制,以及涂层在700℃下的循环氧化性能。结果表明,Ti/TiO2/Al试样中的金属Al涂层在500℃的真空热处理过程中,不仅能够扩散至Ti基体内形成Ti-Al系列金属间化合物,而且能与TiO2中间层发生化学反应形成TiAl3+Ti Al+Al2O3复合涂层。TA2纯钛基体表面形成Ti-Al梯度抗氧化涂层后,在700℃大气环境中循环氧化50次后的氧化增重仅为无涂层试样的1/10。     

TiAl涂层对Ti3Al合金的热腐蚀防护

利用磁控溅射的方法在Ti3Al合金上溅射Ti-48Al-8Cr-2Ag涂层,研究涂层对Ti3Al合金热腐蚀行为的影响。热腐蚀采用浸盐法,在900℃25%Na2SO4+75%K2SO4熔盐中进行,利用带能谱的扫描电镜(SEM/EDX)对腐蚀膜进行观察分析。结果表明,在熔盐热腐蚀中,Ti3Al合金表面发生大面积脱落,而涂层试样表面腐蚀膜结合牢固。涂层对基体具有很好的防护作用。     

熔铸法制备Al_2O_3/金属复合涂层微观组织的研究

采用Fe2O3+Cr2O3+Al和Ni O+Al双层预涂覆结构,利用自蔓延熔铸法在碳钢基体上制备Al2O3/金属复合涂层,研究涂层与基体结合界面处的微观形貌、结合状态、涂层组织以及元素的分布。结果表明:涂层由α-Al2O3、FeNi、Cr、Al Ni3、Fe-Cr组成;复合涂层与基体紧密结合,无明显的缝隙或者孔洞存在,在界面处存在明显的元素扩散;涂层中主要有等轴晶、柱状晶、树枝晶以及板条状组织,各元素在界面处分布较均匀,但在涂层中部,金属元素发生了偏聚;延长保温时间,金属元素的偏聚程度加剧。     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层。研究了其微观组织及耐磨性能。试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200~800 nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高。涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好。     

低压冷喷涂铸造缺陷修复涂层性能研究

低压冷喷涂(LPCS)是一种拥有便携式冷喷涂系统的涂层技术。例如DYMET304K系统就应用于这项涂层技术中。通常情况下,压缩空气作为冷喷涂工艺中的运载气体。低压冷喷涂适用于喷涂金属基陶瓷复合粉末,如Cu基、Ni基、Zn基、Al基添加Al2O3粉的复合粉。硬质陶瓷相主要起到清洁喷嘴、增加表面活性和喷丸强化的作用,该方法在尺寸修复领域中具有优势。在这个领域里,修复铸造加工中的缺陷和气孔是一个很热门的应用。例如,Zn基复合材料就适用于防止电化学腐蚀和修复机械损伤造成的尺寸差异。本文对Zn+Al+Al2O3,Zn+Cu+Al2O3和Zn+Ni+Al2O3等复合材料做了实验研究。Zn和Al在腐蚀环境中起到阴极保护的作用,而Cu和Ni也有助于提高材料的机械性能。经过对微观孔蚀电位反应和力学性能(硬度和结合强度)的研究发现,涂层具有相对致密的结构和耐蚀性能。Zn在复合涂层中对其它金属起到阴极保护的作用。此外,在Fe52型铁基材料上的涂层有着足够的力学性能,硬度和结合强度较高。这一类涂层在修复宏观的铸造缺陷上具有很高的潜在应用价值。     

共沉淀法制备Al/Cr_2O_3复合粒子及其性能研究

采用共沉淀法将Cr2O3复合于片状金属铝粉表面获得了包覆效果好的Al/Cr2O3复合粒子。为了保证复合粒子的红外隐身性能,对前躯体粒子Al/Cr(OH)3进行了TG-DSC测试,确定了对前躯体的热处理温度;同时借助于XRD,SEM测试对制得的Al/Cr2O3粉末的相组成和形貌进行了表征,此外,将Al/Cr2O3粉末制成红外隐身涂层进行红外辐射率性能测试。结果表明,当铝粉含量为50%(质量分数)时制得的Al/Cr2O3复合粒子包覆较为完整,红外辐射率值最低为0.77。Cr2O3对片状Al粉的包覆在降低红外辐射率的同时不仅避免了Al粉的"显形"和氧化,其本身的绿色还可以起到可见光隐身的效果,在林地的迷彩隐身中具有重要的应用价值。     

Al-Fe2O3-Cr2O3体系SHS制备Al2O3陶瓷复合涂层的研究

以Al粉、Fe2O3粉和Cr2O3粉为主要反应物,采用自蔓延高温合成(SHS)方法在Q235钢基体上制备Al2O3陶瓷复合涂层,研究了反应物成分配比对自蔓延反应过程、涂层的合成产物和涂层性能的影响规律.结果表明:自蔓延反应分两步进行,并且反应不完全.反应物中Al-Fe2O3与Al-Cr2O3体系质量比增加会加快自蔓延反...     

自蔓延离心法制备Fe3Al/W2C复合涂层

以氧化铁、铝粉、三氧化钨、石墨为原料,采用自蔓延离心法制备了具有内生强化W2C相的Fe3Al涂层。采用x射线衍射仪分析涂层相物相,采用扫描电镜观察涂层组织及磨损后形貌,利用盘销式试验机对比检测了Fe3Al和Fe3Al/W2C涂层的干摩擦性能。结果表明,反应原料中的铝与石墨比例为2:1时,涂层中的主要物相为W2C和Fe3Al。Fe3Al/W2C涂层的相对耐磨性是Fe3Al涂层的1.6倍。     

铝合金压铸用模具钢表面的渗铝氧化处理

对8407模具钢试样进行热浸渗铝,在试样表面形成了Fe-Al合金渗层.对渗铝试样进行高温氧化实验,使渗层表面形成了Fe-Al-O的混合氧化物.考察了渗铝温度和渗铝时间对渗层质量的影响;着重研究了不同氧化气氛下Fe-Al合金表面的氧化情况,确定了最佳高温氧化工艺.结果表明,8407钢热浸镀铝后,在600 ℃以下、纯O2气氛条件下氧化,Fe-Al合金表面生成了Fe3O4和Al2O的混合物.这层氧化膜与铝液不润湿,能较好地保护试样.因此这种工艺可能是合适的铝合金压铸模表面处理工艺.     

钢基Fe/Al2O3复合材料的界面特征

用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺制备钢基Fe／Al2O3，梯度复合材料，并对其性能进行分析。采用电子万能材料试验机进行结合测试，利用金相显微镜分析复合材料断面组织，用X射线衍射仪分析陶瓷涂层成分。结果表明，Fe／Al2O3，梯度涂层与钢基体界面结合强度较高，平均达到17.62MPa；涂层与基体以及涂层与涂层之间相互融合，并未出现明显的界面联接层，实现了涂层与钢基体在同一区域共存，有助于提高涂层与基体的结合强度；Fe／Al2O3，梯度涂层主要由α-Al2O3、AlFeO3、AlFe3和Al86Fe14等物相组成，对材料的结构和性能都非常有利。