耐热钢部件的热腐蚀疲劳损坏机制与合金涂层的保护作用

本文着重研究了内燃机排气阀的热腐蚀疲劳破坏机理,并指出采用真空熔结合金涂层是解决这一问题的有效方法。为了全面讨论热腐蚀与疲劳应力的联合破坏作用,也适当研究了预燃室喷嘴的破坏机理与合金涂层的保护作用。以喷射盐水溶液的“HCF”全自动热腐蚀疲劳直接对比试验法,研究了 4Cr10Si_2Mo、18SR、20-14三种耐热钢与 Co-50、Ni-81两种合金涂层的抗热腐蚀疲劳性能。腐蚀程度的测量由试样的最大腐蚀深度来决定。并以金相、电子探针和 X 光衍射技术研究了各钢种的热腐蚀疲劳破坏过程,和两种合金涂层有效地抗热腐蚀疲劳的原因。     

高铬铁素体耐热钢的热疲劳与相变

试验研究了高铬铁素体耐热钢的热疲劳与γ、α相变的关系，发现有相变的热循环热疲劳裂纹发生在试样外缘，裂纹长度及变形量均较小，无相变的热循环疲劳裂纹发生在试样中心，裂纹长度及变形量均较大，无相变的Ｃｒ２６钢表面呈严重的龟裂现象，试验证明，相变并不加剧高铬铁素体耐热钢的热疲劳破坏，其机理是相变应力部分抵消热循环过程中产生的热应力。     

纳米晶涂层对DD98M合金热腐蚀行为的影响

为了研究纳米化对DD98M合金热腐蚀行为的影响,采用磁控溅射的方法制备了与其成分相同的纳米晶涂层。运用XRD、SEM/EDS、TEM分别分析了涂层的结构和热腐蚀性能。结果表明:沉积态的纳米晶涂层呈柱状晶结构,有大量沿沉积方向的柱状晶界,晶粒宽度为30~100 nm。涂层为单一的γ相且具有明显的(111)择优取向。在900℃Na_2SO_4+25%K_2SO_4以及Na_2SO_4+25%Na Cl盐中,DD98M合金在5 h内就发生了严重腐蚀。纳米晶涂层在熔融Na_2SO_4+25%K2SO4中表现出了良好的热腐蚀性能,但在Na_2SO_4+25%Na Cl盐中,纳米晶及其预氧化涂层对DD98M合金的抗热腐蚀性能的提高并不明显。纳米晶促进了涂层表面Al_2O_3膜在空气中和熔融Na_2SO_4+25%K2SO4盐中的快速形成,显著提高了DD98M合金在硫酸盐中的抗热腐蚀性能,预氧化处理则使涂层的抗热腐蚀能力进一步提高。     

IC6合金真空电弧镀沉积HY3防护涂层研究

采用真空电弧镀沉积技术，使用Ａ１０００专用装置在ＩＣ６合金上制备了ＨＹ３防护涂层，进行了性能试验。结果表明，ＩＣ６合金施加ＨＹ３涂层后，大大提高了合金抗周期氧化和抗燃气热腐蚀能力。涂层厚度３０μｍ，对ＩＣ６合金的高温持久性能没有影响，对叶片实验的热疲劳性能无不良影响。     

M951镍基高温合金与Al-Si涂层的高温热腐蚀行为研究

以M951镍基高温合金为对象,研究了Al-Si涂层和M 951合金在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl盐溶液中的热腐蚀行为。结果表明,Al-Si涂层的存在可以减少M 951合金的热腐蚀。Al-Si涂层和M 951合金在Na2SO4+25%K2SO4盐溶液中的热腐蚀程度相对较小。     

TiAl合金表面搪瓷基复合涂层与多弧离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀行为对比研究

以Ti-45Al-2Mn-2Nb合金为基体,采用多弧离子镀制备NiCrAlY涂层、喷涂-烧结法制备搪瓷基复合涂层,对比研究了2种涂层以及合金基体的热腐蚀行为。热腐蚀实验温度为850℃,选用饱和盐溶液溶质成分为75%Na_2SO_4+25%NaCl (质量分数),涂盐量为1.5～2.5 mg/cm~2。研究结果表明,合金基体完全不具备抗热腐蚀能力,表面形成的氧化膜疏松多孔,且极易剥落;NiCrAlY涂层表面生成的保护性Al_2O_3膜提高了合金的抗热腐蚀能力,然而涂层与基体间严重的互扩散及Al_2O_3膜与熔盐的碱性溶解使得NiCrAlY涂层逐渐失效,热腐蚀60 h即出现氧化膜的剥落;而搪瓷基复合涂层在熔盐环境中只发生了轻微的物理溶解,具有极高的热稳定性及较低的热腐蚀速率,有效地阻隔了腐蚀性离子的入侵,抗热腐蚀性能优异。     

Al_2O_3涂层对高温合金K38G热腐蚀的影响

用直流反应溅射方法在镍基高温合金K38G上制备了Al_2O_3涂层,研究了涂覆(Na、K)_2SO_4的试样在1123K空气中的热腐蚀行为。实验表明,Al_2O_3涂层具有良好的粘附性,能降低K38G合金的腐蚀速率并减小腐蚀深度。本文还讨论了Al_2O_3涂层对K38G热腐蚀影响的机制。     

高温合金热腐蚀性能影响因素的研究进展

高温合金是一种复杂组元多相组织材料,在高温下的热腐蚀行为是制约其发展的重要因素。国内外学者对高温合金的热腐蚀性能做了大量研究,先后提出了多种腐蚀机理模型,但对于不同种类高温合金腐蚀机制间的相互关系仍缺乏成熟的理论表述。从高温合金的特点和用途对热腐蚀的影响因素进行了综述,并对目前高温合金主要的涂层、预氧化等耐热腐蚀防护措施进行了讨论。最后,从实际应用角度展望了未来提高合金热腐蚀性能的方法。     

涂覆Ni-Cr-Al-Y涂层的镍基高温合金热机械疲劳行为

分别采取大气等离子(APS)和高速火焰(HVOF)工艺制备Ni-Cr-Al-_Y涂层.对涂覆Ni-C卜Al-Y涂层的高温合金试样的热机械疲劳(TMF)行为进行了研究.结果表明:在相同应变幅下,2种涂层试样都是反相位热机械疲劳(OP TMF)寿命比同相位热机械疲劳(IP TMF)寿命短;在不同应变幅下,试样的热机械疲劳寿命与涂层的喷涂工艺相关.通过断I=I和纵向剖面图的观察分析表明,裂纹的萌生对试样的寿命有很大的影响.     

热腐蚀和盐雾腐蚀影响氮化物涂层冲蚀行为的机制

金属氮化物涂层是目前重点关注的航空发动机压气机抗冲蚀涂层体系.为了兼顾热物理化学环境和应力环境的影响,进行涂层的腐蚀-冲蚀耦合行为研究十分重要.本研究对比了TiN/Ti涂层与TiN/ZrN涂层的原始状态、热腐蚀后和盐雾腐蚀后的冲蚀行为.结果表明,对于TiN/Ti涂层,在涂层的缺陷处盐雾腐蚀时形成点蚀坑,这是发生冲蚀的薄...     

TiAl合金表面等离子喷涂MCrAlY涂层热腐蚀行为研究

研究TiAl合金表面等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层在850 ℃下对75%Na2SO4+25%NaCl熔盐的热腐蚀行为,及对TiAl金属间化合物抗高温热腐蚀性能的影响。研究表明,在850 ℃,等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层由于生成Cr2O3,NiO和NiCr2O4等各种氧化物组成的氧化层,显著提高了TiAl基体的抗热腐蚀性能。在热腐蚀过程中,S元素以Ni元素为载体,逐步渗入涂层中,生成过渡产物Ni3S2。随着O分压的升高,反应进入了氧化阶段,生成Cr2O3、NiO等氧化物,随着两种物质含量的增加,最后发生固相反应,生成尖晶石结构的NiCr2O4化合物。过渡产物Ni3S2与腐蚀介质中的Cl-离子形成微电池,可以加快热腐蚀反应速度     

烧结机篦条用高硅Fe-Cr-Mn基耐热钢的热疲劳性能

为了解耐热钢的热疲劳性能,结合篦条的实际工况,设计材料成分并浇注和制备试样,对篦条材料进行900℃热疲劳试验,通过扫描电镜观察裂纹形貌和裂纹扩展情况,分析了材料成分和组织对热疲劳性能的影响。结果表明,经热循环处理30O次以下,w（C）=0．4％耐热钢的热疲劳性能最好。     

合金白口铸铁的热疲劳行为与碳化物的作用

利用自制的自约束型热疲劳试验机、光学显微镜及电子扫描显微镜研究了碳化物类型不同的４种合金白口铸铁的热疲劳行为。结果表明：具有Ｍ７Ｃ３型碳化物的１８Ｃｒ２Ｗ及１５Ｃｒ３Ｍｏ合金铸铁的热疲劳抗力最高，而具有Ｍ６Ｃ型碳化物的２５Ｗ４Ｃｒ及具有Ｍ３Ｃ型碳化物的３Ｃｒ合金铸铁的热疲劳抗力均较低；碳化物是热疲劳裂纹扩展的主要通道，热疲劳裂纹长大通过主裂纹与其前沿碳化物中形成的微裂纹之间“桥接”方式进行，热疲劳断口主要为解理断口。     

4种改性的铝化物涂层对DZ38G合金热腐蚀性能的影响

在DZ38G高温合金表面制备了Ni Cr-Cr Al,Co-Al,Al-Si和Al-Ti 4种改性的铝化物涂层,对比研究了4种涂层的组织结构和在900℃下的涂盐(25%Na Cl(质量分数)+75%Na2SO4(质量分数))热腐蚀行为。结果表明:在4种涂层中,Al-Ti涂层表面腐蚀产物连续致密,而且与基体结合紧密,表现出最优异的抗热腐蚀性能。     

DS GTD111合金及YSZ/CoCrAlY型热障涂层在950℃的热腐蚀行为

采用EB-PVD技术在DS GTD111合金表面沉积制备YSZ/CoCrAlY热障涂层,研究了DSGTD111合金及热障涂层在950℃的热腐蚀行为,进行了腐蚀动力学及腐蚀产物分析。结果表明:950℃涂盐条件下热腐蚀100 h,热障涂层试样粘结层表面氧化物或腐蚀产物层的厚度与试验合金相比有很大程度的减小,施加热障涂层在很大程度上改善了合金抗950℃熔盐热腐蚀能力,热障涂层失效开裂部位为TGO与粘结层界面。950℃涂盐条件下热腐蚀100 h,YSZ/CoCrAlY型热障涂层的热腐蚀行为受合金基体影响作用不显著。     

电镀Cr涂层锆合金的腐蚀行为

在360℃、18.5 MPa的超纯水溶液中和高温(1000和1200℃)水蒸气环境中对采用电镀技术制备的Cr涂层锆合金和没有涂层的锆合金进行了腐蚀行为对比研究。结果表明：在上述腐蚀条件下,Cr涂层显著提升了锆合金的耐腐蚀性能,氧化增重显著降低。与没有涂层的锆合金相比,在高温水蒸气环境中腐蚀54 min后,Cr涂层锆合金的氧化增重下降了一个数量级,在高温高压水环境中腐蚀48 h后,其氧化增重下降了75%。腐蚀后,在Cr涂层锆合金表面形成了细长絮状结构;氧化层越靠近样品表面,结构疏松、空洞数量多且尺寸大;而在靠近Cr涂层与氧化层的界面处,结构致密、无明显尺寸空洞。     

溅射IN738纳米晶涂层的涂盐热腐蚀行为

通过磁控溅射方法在IN738合金上溅射了一层与基体同成分的纳米晶涂层,研究了铸态IN738合金及其纳米晶涂层在900℃涂有75%Na2SO4+25%K2SO4的热腐蚀行为.结果表明:纳米晶涂层能生成一层连续的Al2O3内层,提高了合金的抗热腐蚀性能.     

车轮铸钢铁基合金涂层改善热疲劳损伤的强化机制

用扫描电镜分析研究了铁基合金涂层对车轮铸钢材料抗热疲劳损伤机制的影响.结果表明,铁基涂层试样表面出现一些腐蚀坑和微裂纹,但并未出现剥落现象,涂层有效地阻碍了微裂纹向基体的传播,较好地避免了基体材料的热疲劳损伤.而在同等条件下未涂层试样不论是表面还是断口处都已遭受了较为严重的破坏.     

离子注入对Ti-6Al-4V合金腐蚀疲劳行为的影响

<正> 最近几年,离子注入对金属材料的表面改性受到人们愈来愈多的注重。通过离子注入可以使金属或合金的表层结构发生变化,从而达到材料表面改性的目的。金属或合金经离子注入后,一般都能改善其在空气下的疲劳寿命,提高疲劳极限。然而,在腐蚀介质与机械应力的共同作用下,离子注入层的耐疲劳性要明显降低。我们选择α/β型Ti-6Al-4V合金进行研究,目前的工作表明,C~+注入到Ti-6Al-4V合金中,在R=0疲劳试验条件下,可提高空气下的疲劳极限28%。但是在腐蚀环境与交变应力的共同作用下,C~+注入层不能保持象空气