两种IC-6高温合金防护涂层的氧化行为

研究了IC-6高温合金及其防护性涂层NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层在900～1100℃时的氧化.结果表明沉积NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层后大大改善了IC-6合金的抗氧化性.在1000和1100℃时,NiCrAlY涂层的抗氧化性优于NiCoCrAlY涂层.900℃时,NiCrAlY涂层氧化膜主要是α-Al2O3,同时还含有少量的Cr2O3;而NiCOCrAlY涂层氧化膜为单一的α-Al2O3,但由于NiCoCrAlY涂层表面氧化膜不致密,降低了涂层的抗氧化性.1000℃氧化时,NiCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层的氧化膜主要由α-Al2O3和Cr2O3构成.     

NiCrAIY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrAlY涂层,测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃～1100℃的氧化动力学曲线.实验结果表明:K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.900℃和1000℃时,K17合金上沉积NiCrAlY涂层后,明显改善了合金的抗氧化性.1100℃时,涂层的保护作用不如900℃和1000℃.900℃氧化时,NiCrAlY涂层氧化膜由α-A12O3和Cr2O3组成;1000℃氧化时,氧化初期,NiO、Cr2O3和A12O3 3种氧化物同时生成.随着氧化的进行,不仅氧化膜增厚,而且发生较复杂的反应,氧化膜的相组成发生变化.随着氧化温度升高,涂层和基体之间元素扩散加剧,Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一.氧化膜从涂层上剥落下来,也导致了涂层抗氧化能力降低.     

NiCrAlY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrA1Y涂层，测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃-1100℃的氧化动力学曲线。实验结果表明：K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。900℃和1000℃时，K17合金上沉积NiCrAlY涂层后，明显改善了合金的抗氧化性。1100℃时，涂层的保护作用不如900℃和1000℃，900℃氧化时，NiCrAlY涂层氧化膜由α-Al2O3和Cr2O3的组成；1000℃氧化时，氧化初期，NiO,Cr2O3和Al2O3 3种氧化物同时生成。随着氧化的进行，不仅氧化膜增厚，而且发生较复杂的反应，氧化膜的相组成发生变化。随着氧化温度升高，涂层和基体之间元素扩散加剧，Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化降低的原因。氧化膜从涂层上剥落下来，也导致了涂层抗氧化能力降低。     

涂层对定向凝固高温合金表面再结晶的影响研究

主要研究一种涂层对喷砂诱发的定向凝固高温合金DZ125L表面再结晶的影响.定向凝固高温合金喷砂处理后,采用电弧离子镀工艺方法于喷砂表面涂覆涂层.结果表明:涂层Zr/ZrO2/NiCoCrAlYSiB对DZ125L合金中喷砂诱发的再结晶具有一定的抑制作用.NiCoCrAlYSiB涂层能够有效抑制合金基体表层氧化,不利于再结晶形成,另外涂层覆盖了合金基体表面,有效减少了表面再结晶的形核.研究还发现,Zr元素的添加可能有利于抑制基体元素的扩散,从而减缓再结晶晶界的迁移.     

NiCrAlY涂层／Ni基单晶高温合金的元素扩散及界面特性

采用磁控溅射方法在Ni基单晶高温合金上沉积NiCrAlY涂层，研究了真空热处理及高温氧化过程中，NiCrAlY涂层／Ni基单晶合金界面显微结构的变化及元素扩散行为。结果表明，原始涂层成分分布比较均匀，各元素分布在涂层／基体界面呈陡然变化。真空热处理时，涂层与基体间发生互扩散，NiCrAlY涂层的显微结构和相结构发生变化：涂层／基体界面区出现互扩散层(内、外扩散层)；出现γ-Ni3Al和α-Cr两新相，导致涂层局部区域富Cr。1000℃氧化200h后，涂层／基体界面区的互扩散层增厚，并且在其下的基体中出现扩散影响层。Ta在涂层中扩散时，置换了部分γ-Ni3Al相中的Al，导致γ相的晶格常数α0增大。     

溅射NiCrAlY涂层对IC6合金性能的影响

研究了溅射Ｎｉ－４０Ｃｒ－１０Ａｌ－０．５Ｙ涂层对Ｎｉ３Ａｌ基金属间化合物ＩＣ６合金性能的影响。结果表明ＮｉＣｒＡｌＹ涂层可以大大提高ＩＣ６合金在１０００－１１００℃下的抗氧化性能和９００℃纯Ｎａ２ＳＯ４中的抗热腐蚀性能，同时涂层还可使合金的力学性能及冷热疲劳性能得到改善。     

IC-6高温合金的氧化性能与防护

测定了IC－6高温合金在900℃－1100℃的氧化动力学曲线。结果表明：900℃，IC－6合金的氧化膜主要由α－Al2O3、NiAl2O4和NiO构成并含有少量的NiMoO4和MOo2.1050℃和1100℃氧化时，IC－6合金表面生成了挥发性很强的MoO3，发生了氧化失重，IC－6合金上沉积NiCoCrAlY涂层后，900℃，涂层的氧化膜主要为α－Al2o3；1050℃时，氧化膜主要为α－Al2O3和Cr2O3，大大改善了合金的抗氧化性；1100℃时，氧化膜主要由α－Al2o3、NiAl2O4和NiO构成，涂层虽然有一定的保护性，但效果不如900℃和1050℃时显著，形成以α－Al2O3和Cr2O3为主的氧化膜是使合金沉积NiCoCrAlY涂层后抗氧化能力大大提高的直接原因。     

电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化

利用电弧离子镀设备在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢基体上沉积了CrN涂层，对涂层的抗氧化性能进行了研究。结果表明，CrN氧化生成Cr2O3，氧化反应激活能小于Cr和Cr2N的氧化反应激活能，具有低的氧化速率常数，抗氧化性能良好。氧化过程中发生CrN向Cr2N的相转变，涂层中大的压应力的存在对这一转变起了关键作用。     

电弧离子镀TiAlN和TiAlSiN涂层的高温摩擦磨损行为

采用电弧离子镀技术在高速钢和单晶硅上沉积TiAlN和TiAlSiN涂层,利用高温摩擦磨损试验机考察两种涂层在常温、400℃和600℃下的摩擦磨损行为。通过光学轮廓仪观察涂层磨损后三维形貌和二维磨痕轮廓曲线,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析磨痕、摩擦副的微观形貌以及元素分布,研究Si元素的加入对TiAlN涂层高温摩擦磨损性能的影响。结果表明:TiAlN、TiAlSiN涂层在600℃摩擦稳定后的摩擦因数最低,其次是在400℃,常温下的摩擦因数最高;TiAlN涂层在常温下摩擦完后已经磨穿失效,而TiAlSiN涂层在600℃摩擦完后才失效。粘着磨损和氧化磨损主要存在于TiAlN涂层摩擦过程中,TiAlSiN涂层常温下主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及塑性变形导致的鱼鳞状裂纹,400℃下为粘着磨损和氧化磨损,600℃下为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

高温下TiN涂层的摩擦与磨损行为

采用阴极离子镀方法在YT14硬质合金刀具表面制备了Ti N涂层,用高温摩擦磨损试验机考察Ti N涂层在500℃高温下摩擦-磨损行为。通过扫描电镜观察涂层表面-界面形貌和高温磨损后表面形貌,用XRD分析了Ti N涂层物相变化,并用EDS能谱仪对结合界面进行线扫描分析和磨痕进行面扫描分析,同时用工具显微镜观察了表面犁沟形貌,对Ti N涂层500℃下磨损机理进行探讨。结果表明,Ti N涂层在500℃磨损后发生高温氧化,Ti N涂层表面磨痕处主要以Ti O2为主,这些氧化层起到了润滑减摩的作用,适合于高速切削与干式切削;在5 N载荷作用下,Ti N涂层的摩擦系数平均值为0.7116;在高温下Ti N涂层表现为氧化磨损,同时伴随着一定的磨粒磨损和黏着磨损。     

K38G合金及其溅射微晶层的高温氧化

研究了K38G铸造镍基高温合金及其用平面磁控离广溅射工艺制备的微晶涂层在800-1000℃500小时内的抗高温氧化性。结果表明,微晶化极大改善合金的抗氧化能力,并改变合金表面生成的氧化物类型,由Cr_2O_3变为α-Al_2O_3。还讨论了铸态K38G合金及溅射微晶层的氧化机理。     

高温合金热障涂层的氧化和失效研究

评述了热障涂层发展的现状，研究了电子束物理气相沉积（EB－PVD）热障涂层的恒温氧化和循环氧化行为。结果表明：热障涂层 1000℃氧化稳定后，基本遵循抛物线氧化规律。循环氧化过程中，微裂纹优先沿陶瓷层柱状晶界形成，并逐渐沿横向及纵向扩展。热障涂层热循环过程中产生的热应力、氧化物长大应力等引起金属氧化物（TGO）／粘结层分界面多处开裂，最终导致热障涂层失效于TGO中或TGO／粘结层的分界面。     

DD3单晶合金HY3涂层的防护性能

研究了ＤＤ３单晶高温合金ＨＹ３（ＮｉＣｒＡｌＹＳｉ）包覆型涂层抗氧化，抗热腐蚀性能，试验结果表明，ＨＹ３涂层主要由γ相，γ‘相及少量β相，α－Ｃｒ组成，在１０５０￣１１００℃高温氧化和９００℃燃气热俯蚀条件下，涂层对合金起到了很好的防护作用。     

电弧喷涂铝涂层的腐蚀电化学行为

用电弧喷涂方法在钢表面制备铝涂层,研究其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。采用电子探针技术(EPMA)分析研究浸泡30 d后涂层横截面的成分分布特征,发现腐蚀介质可沿孔隙或夹杂物向涂层内部渗入,且已有部分Cl~-渗达涂层深处。动电位极化实验结果显示,原始铝涂层具有明显的钝化现象,这与胶冻状腐蚀产物Al(OH)_3的附着力较强以及Al_2O_3膜的形成有关。电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,铝涂层在测试期内的EIS图谱变化可分成4个阶段:孔蚀萌生阶段、孔内酸化析氢阶段、介质渗达钢基体后涂层作为牺牲阳极的阶段和孔蚀群急剧发展阶段。提出电极在腐蚀过程中的不同阻抗模型。     

高温合金微晶涂层上氧化膜的修复性

本文研究了一种镍基高温合金K38G的微晶涂层上保护性氧化膜的修复性。结果表明,溅射微晶涂层上的氧化膜有优良的修复性,氧化膜剥落后,涂层仍具有优良的抗高温氧化性能。氧化膜局部小范围剥落后,表面仍能生成单一的Al_2O_3,氧化膜。氧化膜大面积剥落后,虽然生成由(Al、Cr)_2O_3与TiO_2组成的复合外氧化膜,但它具有优良的防护性和粘附性。     

溅射纳米晶IN738合金涂层的抗循环氧化行为

研究了高温合金IN738及其溅射纳米晶涂层的抗循环氧化行为,结果表明：纳米晶涂层在950℃的抗循环氧化性能比铸态合金好,纳米晶涂层氧化时形成双层的外氧化膜,其内层为连续的Al2O3氧化层,具有了的保护性和粘附性,提高了合金抗循环氧化性能。     

渗铝镍基高温合金热腐蚀行为研究

采用低压气相渗铝工艺制备铝化物涂层 ,在涂层表面涂敷不同NaCl+Na2 SO4 含量的熔盐进行 90 0℃热腐蚀实验 .结果表明 ,涂层对NaCl含量不敏感 ,这与涂层表面生成Al2 O3 氧化膜有关 .涂层能有效提高合金抗热腐蚀性能 .