机械能辅助渗铝工艺及渗铝层性能研究

机械能辅助渗铝是将机械能与热能相结合一种新渗铝工艺,可以将渗铝温度降低到560～650 ℃.本文通过实验对机械能辅助渗铝工艺进行了研究,对主要工艺参数进行了优化,获得了组织致密、渗层厚度≥60 μm、以Fe2Al5相为主要组成相的渗铝层,并研究了渗铝钢的抗高温氧化性能及机械性能.     

渗铝处理对镍基超合金Hastelloy X高温氧化行为的影响研究

对镍基超合金Hastelloy X进行渗铝处理,并对渗铝层的高温循环氧化性能和微观组织进行分析。结果表明:经950℃×9 h固体渗铝处理后,在镍基超合金Hastelloy X表面生成厚度约75μm的Ni-Al合金层,并有细小的析出相产生,同时在合金层与基材之间有厚约5.5μm的中间扩散层生成。渗铝处理后的Hastelloy X试片具有较佳的抗高温氧化能力。中间扩散层在多次高温循环氧化之后开始产生横向裂痕,对铝化Hastelloy X的抗高温氧化能力不利。     

热扩渗铝工艺对碳钢表面渗铝层组织及性能的影响

采用二次正交同归试验方法,研究了碳钢的热扩渗铝温度、时间与铁铝金属间化合物层厚度的关系,得到最优的热扩渗铝工艺参数,并对热扩渗铝前后的试样浸铝层组织形貌与性能进行了分析.结果表明:理想的扩渗铝温度为950℃,保温时间为6 h.经扩渗铝处理后的试样表面获得了一定厚度的铁铝金属间化合物扩渗层,其硬度及高温抗氧化性能均优于未进行扩渗处理的试样.     

模拟高温海洋环境中铝化物/搪瓷复合涂层腐蚀行为研究

对镍基高温合金GH4169基体先采用包埋渗铝工艺制备铝化物涂层,随后在渗铝涂层表面喷烧搪瓷涂层,得到了渗铝+搪瓷复合涂层.该涂层外层由搪瓷涂层组成,厚度约为40 μm;中间层为渗铝涂层,厚度约20μm,主要为Ni2Al3相,搪瓷涂层和渗铝涂层结合良好;内层为互扩散区,厚度约为3μm.分别考察了搪瓷+渗铝复合涂层、渗铝涂...     

T92钢表面铝化物涂层的组织演化

在高温下长时间暴露,钢材表面的渗铝层与母材之间容易发生元素互扩散,对母材组织产生影响,影响母材的力学性能。为研究超超临界机组用 T92 钢表面铝化物涂层的抗蒸汽氧化性能及组织演化特性,采用低温粉末包埋渗铝法在 T92 钢锅炉管内壁制备铝化物涂层,并在 650 ℃饱和蒸汽环境中进行热暴露试验,结合扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察及 X 射线衍射分析,研究铝化物涂层的氧化行为以及 T92 基体与铝化物涂层之间的扩散退化行为。研究结果表明：低温粉末包埋渗铝可在 T92 锅炉管内壁制备厚度约 30.4 μm 的双层结构铝化物涂层,各层结构连续均匀且组织稳定,与母材呈冶金结合。 在 650 ℃、3 000 h 饱和蒸汽氧化过程中,涂层表面生长厚度约 0.3 μm 的 α-Al₂O₃氧化膜。650 ℃长时热暴露过程中,Fe-Al 金属间化合物始终是涂层的主要物相,但涂层由 FeAl 相向 FeAl₂相退化。铝化物涂层经长时间热暴露后组织退化,但仍具有优异的抗氧化性能,能够对 T92 钢提供很好的保护。     

扩散处理对离子镀铝TiAl合金高温氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备纯铝层,分别进行720℃×2 h、780℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理,采用SEM、EDS和XRD分析了扩散铝层的微观组织及其相组成,并测试了不同扩散热处理工艺对合金高温氧化性能的影响.结果表明:随着扩散温度升高,镀铝扩散层厚度不断增加,扩散层由表及里形成Al2O3/TiAl3/TiAl2的结构特征,且内部Al元素浓度呈梯度分布;镀铝经扩散处理后的TiAl合金在850℃空气中的氧化速度主要受扩散层元素与基体元素之间的热扩散过程控制.氧化动力学曲线呈对数变化规律.当扩散工艺为840℃×2 h时,镀铝扩散层具有优良的抗高温氧化性能.     

粉末包埋渗铝与气氛渗铝对P92钢650℃饱和蒸汽氧化行为的影响

表面渗铝技术可以在不改变基体材料力学性能的基础上显著提高基体的抗高温蒸汽氧化性能。 利用低温粉末包埋和气氛渗铝两种方法在 P92 钢表面制备了铝化物涂层,并结合氧化增重法、扫描电镜观察及 XRD 分析,研究了两种工艺下铝化物涂层的 650 ℃饱和蒸汽氧化行为。 结果表明:P92 钢抗氧化能力不足,生成了由外层疏松层瘤状富铁氧化物与表面氧化膜下方内氧化物 FeCr₂O₄ 组成的双层结构氧化膜,外层富铁氧化膜在氧化 300 h 后发生剥落;低温包埋渗铝所得涂层为 β-FeAl 层,氧化 500 h 后试样表面形成极薄的保护性 α-Al₂O₃ 氧化膜(<0. 2 μm);气氛渗铝涂层为单层 Fe₃Al 结构,氧化 500 h 后试样外表面形成了 Fe₃O₄₊Fe₂O₃ 氧化膜,厚度为 1. 3 μm,靠近涂层表面生成单层连续 Al₂O₃ 氧化膜。 采用低温包埋和气氛渗铝均可提升 P92 钢的抗蒸汽氧化能力。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢渗铝层结构及其抗氧化性能

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面进行了热浸扩散渗铝试验研究.试样在730 ℃铝浴中浸镀5 min,先获得良好的热浸镀铝层.以NH4C1为活化剂,在960℃密封扩散6 h,获得了与基体结合良好的扩散渗铝层.应用SEM和能谱分析等方法分析了耐热钢热浸扩散渗铝层的成分、组织和形貌.获得的奥氏体钢的扩散渗铝层具有明显的双层特征,内扩散层主要由Fe,Al相和NiAl析出相组成,在外扩散层内为MeAl结构,并观察到气泡状孔穴;奥氏体不锈钢经扩散渗铝后的抗高温氧化性能优于未处理态.     

渗铝温度对Ti_2AlNb合金高温抗氧化性能的影响

利用双辉等离子表面冶金技术在Ti_2AlNb合金表面制备渗铝层,借助SEM,EDS和XRD研究了3种工艺温度下(720,780和840℃)渗铝层的微观组织及其相组成,并测试了渗铝温度对Ti_2AlNb合金高温氧化性能的影响。结果表明:等离子渗铝层由沉积层和扩散层组成,随着渗铝温度的升高,扩散层厚度不断增加,且内部Al、Ti和Nb元素浓度呈梯度分布。经渗铝处理后的Ti_2AlNb合金在850℃空气中的氧化速度主要受扩散层Al元素与基体Ti、Nb元素之间的热扩散过程控制。氧化动力学曲线呈对数变化规律。在840℃制备的渗铝层具有最佳的抗高温氧化性能。     

真空渗铝钢高温氧化行为的研究

测定了经真空渗铝的Ａ３、４５、Ｔ１０、ＧＣｒ１５钢８００℃、９００℃等温氧化动力学曲线。用电子探针测定了氧化前后渗铝层铝浓度的变化。结果表明：与未经渗铝者相比，真空渗铝后的抗高温氧化性能明显提高，提高程度主要取决于渗层表面铝浓度及渗层厚度。渗铝层表面铝浓度随着氧化时间的延长而降低，文中导出的表述表面铝浓度变化的方程式与实验结果相符。     

Cu-Al-Y合金表面渗铝研究

用催渗和不催渗两种渗剂在不同温度下对Cu-Al-Y合金表面渗铝,利用工业N2气中的余氧作为内氧化介质对渗铝后的试样进行内氧化,在试样表面制备一层细小弥散的Al2O3粒子.对渗铝层的显微组织、内氧化层的硬度分布及显微组织进行了初步分析.结果表明,催渗剂对Cu-Al-Y合金渗铝具有明显的催渗效果,在同等工艺条件下渗铝层较厚且更加均匀;内氧化后,能在试样表面形成厚度为280 μm 左右的Al2O3弥散强化层.     

钢材的连续热浸镀铝

介绍了钢材连续热浸镀铝工艺：森吉米尔法和熔剂法。分析了镀层形成机理及组织结构。还对热浸镀铝钢材的耐高温氧化性、耐磨及光热反射性进行了分析,还对镀铝钢带和镀铝钢丝的用途作了介绍。     

纯铜渗铝及其复合材料

提出了一种有较高渗铝速率的纯铜渗铝技术，研究了工艺渗数对渗层厚度，质量及铝浓度分布的影响。用内氧化技术在渗铝的铜试样的表层上成功的制备出Ａｌ２Ｏ３粒子－Ｃｕ基复合材料。     

机械能助渗铝的研究

利用运动的粉末粒子的机械能冲击工件表面进行助渗铝 ,将渗铝温度由 90 0～ 1 0 50℃降低到 440～ 60 0℃。渗铝层的相结构为Fe2 Al5,铝含量 (质量分数 )约为 50 %。 80 0℃× 4h扩散退火后渗铝层变为FeAl,含铝 (质量分数 )约为 30 %。机械能助渗铝件可在 780℃以下长期使用。     

弧光离子渗铝及其机理的探讨

研究了弧光离子渗铝工艺参（时间，温度，气压）对渗层的影响规律，并通过研究电弧源发射出的铝离子特性，渗层组织特点，渗层合金成分的分布等探讨弧光离子渗铝的扩散机理。     

钢的渗铝工艺技术及性能研究进展

钢材渗铝是通过化学和物理的方法将铝原子渗入钢材表面形成微合金层,改变钢材的表面化学成分和特性的热处理工艺。渗铝处理可以提高钢材耐氧化性能、耐腐蚀性能和硬度,作为一种简单有效的表面化学热处理工艺得到研究者的关注。简要介绍了当前常见的渗铝工艺,如热浸渗铝、热喷涂渗铝、粉末包埋渗铝、料浆渗铝,总结了常见渗铝工艺的特点与不足,随后介绍了研究人员开发出的新型渗铝工艺,如机械辅能助渗铝、电场辅助渗铝、流化床气相沉积渗铝和离子电镀渗铝。论述了渗铝钢的显微结构和渗层的生长机理,对渗铝后的渗铝钢具有耐氧化、耐腐蚀性能的机理进行了讨论说明。最后,对渗铝工艺的发展趋势进行了探讨和展望。     

钢的真空渗铝研究

研究了Ｑ２３５、４５Ｔ１０具空渗铝层的组织结构,渗层生长动力学,渗铝温度对渗层厚度的影响、钢的含碳量对渗铝层厚度的影响。并测定了渗层铝深度分布以及显微硬度分布。结果表明真空渗铝可获得良好的渗层。