Cr_2N对粉末注射成形316L不锈钢组织与性能的影响

在316L不锈钢粉末中添加Cr_2N粉末,采用粉末注射成形工艺制备Cr_2N增强奥氏体不锈钢,利用扫描电镜观察与能谱分析以及洛氏硬度测定,研究Cr_2N对MIM 316L不锈钢组织、成分与硬度的影响,并通过中性盐雾试验研究Cr_2N对MIM316L不锈钢抗腐蚀性能的影响。结果表明,316L不锈钢中添加Cr_2N后,显微组织仍为典型的奥氏体组织,材料的密度与硬度都有所提高。Cr_2N添加量为3%时,不锈钢硬度由64.5 HRB提升至78HRB,并且不会导致抗腐蚀性能下降。     

PECVD法原位渗氮表面改性钛双极板的性能

为了提升钛双极板的导电性和耐腐蚀性,利用氮气等离子体原位渗氮法对钛片(TA2)进行表面改性,制备了系列氮化钛涂层,系统研究了反应温度和渗氮时间对涂层表面形貌、疏水性、界面导电性和耐腐蚀性的影响.结果表明,温度过高会导致氮化钛生长过快,颗粒尺寸较大;温度较低不利于表面反应,涂层不能完全覆盖钛基底;渗氮时间较短,表面生成不规则的纳米生长核,致使涂层不平整、钛基底裸露;渗氮时间过长,涂层呈阶梯堆垛状,平整度降低.650°C下渗氮90 min制备的氮化钛涂层(TiN-650-90)均匀平整,组成为TiN0.26;TiN-650-90的水接触角提升至105.4°,表面疏水性有利于改善燃料电池的水管理性能;界面接触电阻(ICR)随加载压力增大而降低,2.75 MPa时TiN-650-90的ICR稳定至6.5 mΩ·cm²,满足美国能源部(DOE)要求(≤10 mΩ·cm²);TiN-650-90的腐蚀电流密度为0.56μA·cm^–2,–0.1 V恒电位下的电流密度为0.67μA·cm^–2,耐腐性和稳定性较钛的明...     

Cr_7C_3-(Ni,Cr)_3(Al,Cr)热喷涂涂层残余应力状态及其来源分析

采用热喷涂方法在灰铸铁基体沉积Cr_7C_3-(Ni,Cr)_3(Al,Cr)涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的形貌及结构,涂层厚度约235μm,涂层主要相成分为Cr_7C_3相和Ni_3Al相。纳米压痕仪测定涂层硬度为16.022±2.125 GPa,弹性模量为247.75±16.873 GPa。利用sin~2ψ法分析Cr_7C_3相在(522)晶面在不同夹角(Ψ=0°、±9°、±18°、±27°、±36°和±45°)下的残余应力。结果表明涂层表面为残余压应力,残余应力大约为-1375.9MPa,其中本征应力为主要来源约-1267.9 MPa,热应力为次要来源约-108 MPa。     

金属氧化物陶瓷涂层高温阻氘渗透性能研究

采用射频磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积了 Al2O3,Cr2O3,Y2O3和ZrO2(8％Y2O3)4种单层氧化物陶瓷涂层.选用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对4种氧化物陶瓷涂层相组成、微观组织结构进行表征,结果表明,Al2O3涂层为非晶态,其他3种氧化物陶瓷涂层均为晶体结构,且涂层沉积致密,无明显微观...     

碳化钛掺杂的铁基复合涂层的制备及其耐磨性能研究

采用“ 喷雾造粒 + 等离子球化” 复合工艺, 成功制备了环境友好且价格低廉的 TiC/316L 复合粉末, 并 采用超音速火焰喷涂工艺沉积了复合涂层。 利用扫描电镜、 维氏硬度计、 往复式摩擦磨损仪表征了该复合粉末 及涂层的微观结构、 力学性能及耐磨性能。 结果表明, 新工艺制备的 TiC/316L 金属陶瓷复合粉末具有高球形 度、 高致密及陶瓷相分布均匀的特点, 可直接应用于热喷涂。 TiC/316L 复合涂层的孔隙率为 0.75%, 硬度为 860 HV0.3, 磨损率为 5× 10-5 mm3N-1m-1; 相比于 316 L 不锈钢涂层, 上述指标均大幅提升。 其原因在于： (1) TiC 掺杂 改善了铁基粉末的熔化程度, 大幅提升粉末的扁平化率; (2) TiC 陶瓷相沉积时表现出喷丸效应, 进一步致密化 涂层; (3) TiC 掺杂抑制了复合涂层的层状剥落。     

316L不锈钢表面沉积CrCN薄膜的结构及性能研究

利用多弧离子镀技术在316L不锈钢和单晶硅上沉积CrCN薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪、273A电化学工作站和多功能摩擦磨损试验机等对316L不锈钢及CrCN薄膜的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能和摩擦学性能进行表征.结果表明:在316L不锈钢上沉积CrCN薄膜后,硬度从4 GPa提高到22 GPa,H/E和H3/E2分别从0.022和0.002 GPa提高到0.071和0.11 GPa;阳极腐蚀电位从-0.21 V上升到-0.19 V;在大气,去离子水,海水环境下的摩擦系数及磨损率均显著降低,表现出较优异的综合性能.     

表面处理对316L不锈钢粉末注射成型性能的影响

以聚乙二醇/环氧树脂(PEG-EP)为粉末表面改性剂，聚甲醛系树脂(POM)为粘结剂体系，混炼制备316L不锈钢粉末注射成型喂料，并通过硝酸催化脱脂后烧结得到316L烧结样品。通过傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、接触角测量仪、旋转流变仪、万能材料试验机、金相显微镜、碳硫分析仪、显微硬度计等研究了PEG-EP对316L不锈钢粉末的包覆效果以及PEG-EP表面处理对316L不锈钢粉末注射成型喂料和烧结样品性能的影响。结果表明，PEG-EP成功包覆在316L粉末表面，改善了316L不锈钢粉末与聚甲醛的界面相容性，提高了喂料流动的性能、生坯的力学性能和烧结样品的力学性能及硬度。当添加PEG-EP质量分数为0.662%、粉末装载量(体积分数)为63%时，316L注射生坯的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度分别为10.57 MPa、8.38%、21.24 N·(mm²)^-1；烧结样品晶粒尺寸为50.8μm，最大抗拉强度和维氏硬度为688 MPa和HV 151，烧结样品的综合性能最佳。     

钛双极板表面碳掺杂氮化钛耐腐蚀涂层制备

为改善钛双极板在质子交换膜(PEM)水电解槽环境中的耐腐蚀性能和导电性能，采用电泳沉积-热处理两步法在钛基底表面制备碳掺杂氮化钛(C-TiN)复合保护涂层，并在0.5 mol/L的H₂SO₄和5 mg/L的F^-溶液中模拟PEM水电解槽阳极环境测试其电化学腐蚀性。结果表明，电泳沉积及热处理改善了氮化钛纳米颗粒的连通性，增强了涂层与衬底的粘附力，实现了电子在电活性材料中快速传递。400℃下制备的碳掺杂氮化钛涂层(C-TiN-400℃),其导电性与耐蚀性均得到明显提升；相比于未处理的样品，镀有C-TiN-400℃涂层的样品在146.3 N/cm²压力下的接触电阻可达到2.25 mΩ·cm²。     

FJ316烧结不锈钢材料的性能及其在仪器仪表中的应用

介绍了FJ316奥氏体烧结不锈钢材料的机械性能,抗腐蚀性能和磁性能。当FJ316的密度大于7.3g/cm~3时,其拉伸强度为45—50kgf/mm~2,延伸率大于30％,接近或达到冶炼316L不锈钢的水平。用FJ316制成的上、下支板、控制爪、时间爪、摆和弹簧片座等结构零件,均满足使用要求,并且具有明显的经济效果。     

含银高氮无镍抗菌不锈钢HNSAg的冷作硬化和耐磨蚀性能

试验研究了超低碳Cr-Ni-Mo奥氏体不锈钢316L(/%:0.023C,0.55Si,0.86Mn,17.57Cr,11.23Ni,2.03Mo)和抗菌超低碳Cr-Mn-Mo-N-Cu-Ag奥氏体不锈钢HNSAg(0.024C,0.48Si,18.72Mn,18.05Cr,1.96Mo,0.55N,0.48Cu,0.13Ag,0.12Nb)的冷作硬化和耐磨蚀性能。HNSAg钢由10 kg增压感应炉熔炼,锻成15 mm板,再经1 100℃1 h固溶水冷处理。结果表明,固溶状态的HNSAg钢的形变抗力较316L钢高,但仍然保持优良的塑性变形能力。在相同腐蚀磨损条件下,HNSAg钢耐磨蚀性能比316L钢高,其32 h耐磨蚀失重率约为316L钢的1/2。     

磁控溅射法制备氧化铝/氧化锆双层复合涂层的氢渗透性能研究

采用射频反应磁控溅射法在316L不锈钢基底上沉积了Al2O3/ZrO2双层复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微划痕法分析了涂层的微观形貌、物相组成和膜基结合力,采用气相氢渗透装置对涂层的氢渗透行为进行了表征。结果表明,Al2O3/ZrO2涂层具有非晶氧化铝、氧化锆单斜相和四方相,涂层结构致密,呈柱状生长方式,厚度为320 nm。显微划痕结果表明,Al2O3/ZrO2涂层的膜基结合力为8.5 N,较氧化铝涂层有明显提高,氧化铝涂层的膜基结合力为4.5 N。此外,Al2O3/ZrO2涂层具有优异的阻氢渗透性能,其氢渗透阻挡因子在550~700℃温度范围内为206~950。Al2O3/ZrO2涂层的氢渗透激活能为132 k J·mol-1,高于单层氧化铝和氧化锆涂层的激活能,双层复合涂层的阻氢性能较单层涂层有明显提高。     

车用不锈钢表面激光原位合成FeCrCoNi涂层组织及耐磨性

为提升车用316不锈钢的表面硬度及耐磨性,采用激光熔覆原位合成法在316不锈钢表面制备FeCrCoNi高熵合金涂层。分别对FeCrCoNi高熵合金涂层的相组成、元素分布、显微硬度及耐磨性进行研究。结果表明：原位合成制备的FeCrCoNi高熵合金涂层无裂纹、气孔等缺陷,与基材呈现良好的冶金结合。FeCrCoNi高熵合金涂层由单一的FCC相组成,涂层组织为树枝晶。各元素分布均匀,无明显偏析。FeCrCoNi高熵合金涂层的截面平均显微硬度约为283.7 HV,相较于316不锈钢基体提升了约50%。FeCrCoNi高熵合金涂层的平均摩擦因数分别为0.377和0.438,比磨损率分别为2.27×10^-5mm³/N·m和6.17×10^-5mm³/N·m,FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损率降低了70%。FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

TiO_2纳米管的制备及其性能研究

为使钛基金属适宜人体的植入环境,提高润湿性及耐腐蚀性。以NH4F和乙二醇溶液为电解液,在25 V直流电压下,采用阳极氧化法在钛片表面制备Ti O2纳米管,系统研究阳极氧化时间对Ti O2纳米管形貌、物相组成、润湿性及耐腐蚀性的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征Ti O2纳米管的形貌和物相组成。利用接触角测量仪测试试样的水接触角。利用动电位极化曲线研究试样的耐腐蚀性。结果表明:当氧化时间为2h时,钛表面出现高度有序的Ti O2纳米管,孔径范围大约在30~40 nm,孔壁厚约为20 nm;钛片与水的接触角较小约为28.8°,润湿性较好;自腐蚀电压为0.145 V,比纯钛提高约34%,自腐蚀电流约为0.468μA/cm2,腐蚀电阻Rp约为1.023×105Ω/cm2,显著提高了耐腐蚀性。     

晶粒尺寸梯度分布对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

采用表面机械碾压处理,在316L不锈钢表面制备出纳米晶-粗晶梯度过渡结构,对纳米晶、梯度区和粗晶区样品分别进行化学浸泡实验和电化学腐蚀实验,测试其腐蚀速率、腐蚀电位和点蚀电位等腐蚀性能参数,并对不同状态样品上钝化膜的形态、元素组成、织构及残余应力进行分析,研究晶粒尺寸梯度分布对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,纳米晶和粗晶样品浸泡20 h出现稳定腐蚀坑,而梯度区样品浸泡50 h依然保持表面完整。腐蚀电位从纳米晶的-230 mV提高到梯度区的-4 mV,同时腐蚀电流从纳米晶的0.137 A/cm~2下降到0.036 A/cm~2。晶粒尺寸梯度分布不改变钝化膜形成动力学,梯度区表面钝化膜优异的耐蚀性能与其形成厚度较大、较完整致密且残余应力较小的钝化膜有关。     

Stellite12和Stellite20涂层的耐磨性和耐腐蚀性能对比研究

利用超音速火焰喷涂技术(High-velocity-oxy-fuel,HVOF)在F316不锈钢表面制备Stellite 12和Stellite 20两种钴基合金涂层,对比研究了涂层的摩擦磨损性能以及在不同浓度硫酸溶液中耐腐蚀性.采用HT2101销盘磨损试验仪,进行了摩擦磨损试验.利用电子探针仪(EPMA)观察涂层的微...     

316L/碳化钒复合材料SLM成形性能强化研究

基于316L不锈钢粉末的选择性激光熔化(SLM)技术已经取得了较好的进展,对于成形件性能的改进多针对于SLM工艺参数的优化。为了进一步提升316L不锈钢成形件的机械性能,在原始316L不锈钢粉末中加入平均粒度为800 nm的碳化钒(VC)陶瓷颗粒,SLM成形后检测其机械性能。结果表明,添加了VC的316L/VC混合粉末成形后,VC固溶于基体中,成形件硬度提升约22.8%,屈服强度提升约33.8%,抗拉强度提升约45.3%,弹性模量提升约67.0%。由于孔隙率略有增加,伸长率降低约15.7%。     

表面处理对海洋工程用316L不锈钢耐点蚀性能的影响

316L不锈钢为常用的耐蚀合金材料,然而其在海洋大气环境服役时易遭受点腐蚀而发生失效。通过点腐蚀速率、临界点蚀温度、点蚀电位、极化曲线测试等评价方法,对经过不同表面处理(光亮退火、抛光、酸洗钝化)后的316L不锈钢的耐点蚀性能进行测试分析。结果表明,不同表面处理对316L不锈钢的临界点蚀温度影响不大,但会使点腐蚀速率、点蚀电位有所差异;在测试条件下,抛光及酸洗钝化均可有效提高316L不锈钢的耐点蚀性能,其中酸洗钝化态的耐点蚀性能最好,因此建议对海洋工程用316L不锈钢产品在使用前进行酸洗钝化处理。     

质子交换膜燃料电池双极板用不锈钢的聚苯胺涂层改性

将苯胺单体滴加到硫酸溶液中配制成电解液,采用恒电流法在304不锈钢板表面沉积聚苯胺涂层,通过动电位极化和恒电位极化分析不锈钢板的防腐性能,利用自制的导电性能测试设备分析涂层与不锈钢板的界面接触电阻,探讨聚苯胺涂层用于质子交换膜燃料电池双极板改性的可能性。结果表明,在优化工艺条件下制备的聚苯胺涂层的腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为369 mV和0.479μA/cm2,与裸钢相比,腐蚀电位升高536 mV,腐蚀电流密度降低4个数量级。模拟质子交换膜燃料电池的实际工作环境进行恒电位极化曲线测试,分析测试后的溶液离子含量。结果表明,涂层改性不锈钢板的腐蚀电流密度比裸钢低2个数量级,具有很好的耐久性;阳极环境比阴极环境具有更强的腐蚀性。恒电位极化测试前,压力为1.4 MPa时,裸钢和涂层试样的界面接触电阻分别为97和145 mΩ·cm2,腐蚀后涂层试样的界面接触电阻比裸钢的低更多。用聚苯胺改性的不锈钢的防腐和导电性能在一定程度上都能达到目标值,在质子交换膜燃料电池双极板中具有很大的应用潜力。     

高速电弧喷涂致密NiCrBSi涂层及其腐蚀行为研究

本文采用改进的电弧喷枪制备了致密Ni Cr BSi涂层,分析了涂层孔隙率及氧元素含量。通过电化学极化曲线和模拟垃圾焚烧环境,对涂层的腐蚀行为进行了分析。研究结果表明,采用改进喷枪,Ni Cr BSi涂层孔隙率及喷涂过程中氧化现象显著降低。自腐蚀电位及自腐蚀电流密度结果显示,涂层的电化学腐蚀性能优于316L不锈钢。高温氯腐蚀动力学进一步证实,Ni Cr BSi涂层腐蚀速率显著低于316L不锈钢。高温氯腐蚀后,元素分析揭示了Ni基涂层具有优良的抗高温氯腐蚀效果。     

SO2-4对含Cl-溶液中316 L奥氏体不锈钢钝化行为及点蚀行为的影响

利用动电位极化、电化学阻抗、恒电位极化以及恒电流极化等电化学测试手段,并结合扫描电镜进行点蚀形态观察,探究了含Cl-溶液中SO₄2-浓度对316L奥氏体不锈钢的钝化行为及点蚀行为的影响.结果表明,含Cl-溶液中SO₄2-的加入能够使316L不锈钢钝化区变宽,使点蚀电位变正,维钝电流密度降低,进而提高316L的耐点蚀能力.但是在点蚀发生后,随着SO₄2-浓度的升高,点蚀内部和边缘形态表现出更为复杂的趋势,蚀坑的周长面积比明显增大.