溅射AlY涂层对Ni基合金氧化行为的影响

为了研究溅射AlY涂层对合金高温氧化行为的影响,在某镍基合金表面上采用磁控溅射方法制备了AlY涂层,并研究了无涂层镍基合金、溅射AlY涂层的镍基合金以及经过预氧化的溅射AlY涂层镍基合金在1100℃空气中的氧化行为。结果表明,无涂层镍基合金形成了疏松、不完整的Al2O3、Cr2O3以及NiO的混合氧化膜,且发生了内氧化;溅射AlY涂层镍基合金形成了均一的α-Al2O3膜,比表面裸露的镍基合金具有更好的抗氧化性能。溅射AlY涂层试样经预氧化后在试样表面优先形成了保护性γ-Al2O3膜,高温氧化时转变为致密的α-Al2O3膜,因此可进一步提高其抗氧化性能。稀土元素Y改善了Al2O3膜与基体的粘附性,提高合金的抗氧化性能。讨论了氧化膜的形成机理。     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层的氧化动力学

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备NiCoCrAlYTa涂层,研究涂层在900、1000和1100℃下恒温氧化200h的氧化动力学规律。通过表面XRD和SEM分析,初步探讨了氧化动力学规律与氧化产物的关系。结果表明：900℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化曲线符合对数规律,氧化产物主要为θ-Al2O3相;1000℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化曲线符合抛物线规律,氧化产物主要是θ-Al2O3和α-Al2O3相的混合物;1100℃时NiCoCrAlYTa涂层的氧化符合立方规律,氧化产物主要是α-Al2O3相。根据实验结果经计算得到NiCoCrAlYTa涂层氧化过程中θ-Al2O3的形成激活能为151．78kJ／mol,α—Al2O3的形成激活能为270．25kJ／mol。     

溅射NiCrAlY涂层氧化过程Al2O3膜结构与形貌的转变

对溅射NiCrAlY涂层进行了900℃，1000℃，1100℃空 气中高温氧化。实验表明，氧化初期生成快速长大的亚稳态θ-Al2O3相，随着氧化时间 延长，θ-Al2O3逐渐转变成α-Al2O3，氧化动力学抛物线常数kp也随之下降 。θ→α-Al2O3相变速度与温度有关，温度越高，相变越快。对涂层进行真空热处理可 促进θ→α-Al2O3转变，使涂层表面快速形成保护性能优异的α-Al2O3。     

Pd-Ni-Al涂层的高温短期氧化行为

在M38镍基高温合金上电镀Pd-20 mass%Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层，XRD分析表明，涂层主要由β-(Ni,Pd)Al相组成.利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃、900℃和1100℃的高温氧化行为表明，β-(Ni,Pd)Al涂层恒温氧化动力学遵循抛物线规律；1000℃氧化动力学则不遵循抛物线规律.在800℃和900℃下，β-(Ni,Pd)Al 涂层表面氧化产物包括α-Al2O3、θ-Al2O3和少量的γ-Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在α-Al2O3和θ-Al2O3两种氧化物；在1100℃下，涂层表面氧化产物主要是α-Al2O3.此外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，随着温度升高，其含量增加.     

NiAl涂层对NiAl-Cr(Zr)共晶合金1100℃空气中循环氧化行为的影响

研究了溅射NiAl涂层对NiAl-Cr(Zr)共晶合金在1100 ℃空气中抗氧化性能的影响.结果表明,在1100 ℃高温下,NiAl-Cr(Zr)共晶合金由于形成Al2O3 + Cr2O3+ ZrO2的混合氧化物膜而表现出较差的抗循环氧化性能.在其表面溅射与其成分接近的NiAl 微晶涂层,高温下形成致密的、粘附性好的A...     

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.     

K4104高温合金Al-Si涂层1000℃氧化性能研究

采用带能谱分析的扫描电镜分析了AlSi扩散涂层在1000℃、不同氧化时间条件下的表面形貌、截面组织及成分变化;用增重法记录重量变化,绘制了氧化动力学曲线,对其氧化性能进行了研究.结果表明,AlSi涂层由于Si的加入,促进了θ-Al2O3向α-Al2O3转变,有利于在涂层表面形成致密氧化膜,并且能促进在氧化皮下形成碳化物隔层,抑制涂层元素与基体元素的互扩散,从而使 AlSi涂层的抗氧化性能优于单一Al涂层.     

溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层的1000℃抗氧化性能

利用磁控溅射技术在铸造Ni16Co26Cr10Al合金上溅射了相同成分的纳米晶涂层.1000℃氧化试验结果表明由于溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层晶粒尺寸细小,促进了保护性氧化物形成元素Al向氧化前沿的快速扩散和保护性Al2O3层的快速形成,使得溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层表现出比M38合金更优异的抗氧化性能.     

Al2O3改性的渗铬涂层制备与氧化性能研究

采用在Ni基上复合电镀Ni-Al2O3纳米复合涂层后在1100 ℃扩散渗铬3 h的方法,制备Al2O3改性的渗铬涂层.作为对比,采用相同的工艺在单Ni镀层上直接渗铬,获得一种不含Al2O3纳米粒子的渗铬涂层.SEM/EDS和TEM结果表明:Al2O3纳米颗粒均匀分布在Ni纳米晶中, 纳米Al2O3颗粒的加入不仅细化基体Ni的晶粒尺寸,而且明显抑制在渗铬过程中涂层晶粒的长大.900 ℃, 120 h的氧化试验结果表明:与不含Al2O3纳米粒子的渗铬涂层相比,Al2O3改性的渗铬涂层所具有的细晶结构促进了保护性氧化物形成元素Cr沿晶界向氧化前沿的快速扩散,从而有利于保护性Cr2O3氧化膜的快速形成,同时改变氧化膜的形成过程,降低氧化速度,使得Al2O3改性的渗铬涂层表现出更优异的抗氧化性能.并对Al2O3渗铬涂层的组织及氧化机制进行了分析.     

后处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化性能的影响

用多弧离子镀在镍基高温合金K417G上制备了NiCoCrAlY涂层,对涂层进行了1050℃真空退火4小时、粉末包覆渗铝、1100℃下预氧化1小时等后续预处理;研究了涂层在1000℃下的高温氧化行为.结果表明：真空退火处理使涂层组织更致密,涂层形成β+σ+γ/γ′多相平衡组织,轻微降低了涂层退化倾向;渗铝处理基本消除了涂层内孔洞,降低了表面粗糙度,使涂层表面Al含量大幅增加,形成β相/扩散过渡层/β+σ+γ/γ′三层结构,并延长了涂层的寿命;1100℃短时间预氧化使涂层表面形成了α-Al2O3薄层,阻碍了亚稳态氧化铝膜的形成,从而进一步提高了涂层的抗氧化性能,延迟了涂层退化.     

EFFECT OF VACUUM HEAT TREATMENT ON OXIDATION BEHAVIOR OF SPUTTERED NiCrA1Y COATING

A bond coat for thermal barrier coating (TBC), NiCrAlY coating, is subjected to vac-uum heat treatment in order to remove internal stress before ceramic top coat is de-posited. The effect of vacuum heat treatment on the oxidation behavior of the sputteredNiCrAlY coating has been investigated. The as-sputtered NiCrAlY coating consists ofγ-Ni and β-NiAl phases. After vacuum heat treatment, the sputtered NiCrAlY coatingmainly consists of γ-Ni3Al, β-NiAl, γ-Ni, and trace of α-Al2O3 phases. The isother-mal oxidation of sputtered NiCrAlY coating with and without vacuum heat treatmenthas been performed at 1000C. It is shown that α-Al2O3 formed during vacuum heattreatment acts as nuclei for the formation of α-Al2O3, and the protective α-Al2O3scale is formed more rapidly on the vacuum heat treated NiCrAlY coating than thatformed on the untreated coating. Also the α-Al2O3 scale has a better adherence to thevacuum heat treated NiCrAlY coating. Therefore the vacuum heat treatment improvesthe oxidation resistance of sputtered NiCrAlY coating.     

EFFECT OF MICROSTRUCTURE CHANGE ON OXIDE FORMATION OF SPUTTERED Ni-3Cr-10Al NANOCRYSTALLINE COATING

1.IntroductionThesputterednanocrystallinecoatingswiththesameconlpositionasthesubstrateweresuccessfullyappliedtoK38G[ll,Kl7F[2]lLDZc5[3]Ni-basetlsuperalloys.Themaincharacterizati0nisthatnan0crystallizati0ncouldimpr0vetheselectiveoxidationofAl,therefore,thetransiti0nfr0minternalt0externaloxidati0nofAlisrealizedandanex-ternalAl2O3scaleisfOrn1ed.Niisthemainingredient0fNi-basedsuperal1oysandtheeffectivenessofthesesuperal1oysdependsgreatly0ntllepresellceofAlorCrtoformaprotectivelayerofAl2O:jo…     

1Cr17Ni4不锈钢金属和陶瓷等离子体喷涂工艺研究

1Cr17Ni4马氏体型不锈钢用作传动轴时耐磨损性能有待改善.采用等离子体喷涂方法在1Cr17Ni4马氏体型不锈钢表面制备Al2O3-TiO2 、Cr2O3陶瓷涂层和NiCrAlY金属涂层及NiCrAlY/ Al2O3-TiO2、NiCrAlY/ Cr2O3复合涂层,研究了它们的组织结构和磨损特性,讨论了喷涂工艺与耐磨损性能的关系.结果表明, Cr2O3涂层组织致密度高,与基体结合强度高,其耐磨性能好.提高喷涂功率时,Al2O3-TiO2、Cr2O3涂层致密度及与基体结合强度提高,其耐磨性能提高.合金涂层NiCrAlY的熔化状况和平化效果较陶瓷涂层优良,陶瓷涂层只有在较高喷涂功率时才有较好熔化和平化效果,而合金涂层在较低喷涂功率时,就可以得到较好的熔化和平化效果.陶瓷涂层Al2O3-TiO2、Cr2O3在磨损过程中的去除机制为断裂机制,金属涂层NiCrAlY在磨损过程中的去除机制为塑性变形机制.     

水蒸气对NiCrAlY涂层抗高温氧化性能的影响

采用热重分析及现代表面分析方法研究了低压等离子喷涂Ni CrAlY涂层在纯氧以及含5%水蒸气的O2中的高温氧化行为,结果表明：在纯氧的氧化环境中 ,NiCrAlY涂层氧化动力学遵循抛物线规律,在含有5％的水蒸气的O2中,NiCrAlY涂层在氧 化至110 h后氧化动力学几乎呈直线规律.XRD及SEM分析显示,NiCrAlY涂层在O2中氧化180 h后,表面形成一层致密的Al2O3;而在含5%水蒸气的O2中氧化180 h后表面氧化层中 除了有Al2O3外,还有NiO和Cr2O3.其原因在于水蒸气中的氢在氧化物中的溶解,致 使Ni2+扩散 速度增加,使氧化层变得疏松,降低其抗氧化性.     

NiCrdMoNb合金化层对TiAl金属间化合物抗氧化性能的影响

探讨了利用双层辉光等离子渗金属技术（GDPSAT）溅射NiCrMoNb合金化层对TiAl金属间化合物静止空气中高温氧化抗力的影响，结果表明，不处理的TiAl由于TiO2为主的氧化层的剥落抗氧化性能较差，而TiAl-NiCrMoNb合金层由于形成了致密，晶粒细小的富Al2O3层而使TiAl抗氧化性能大大提高，合金层与基体之间存在互扩散，Ni,Cr，Mo,Nb的界面富集导致界面化学性质的很大改变。     

Effect of Y2O3 or CeO2 Fillers on the Oxidation Behavior of Aluminide Coatings by Low-temperature Pack Cementation

利用Y2O3或CeO2纳米颗粒替代部分Al2O3粉作为填充剂,在Ni基体上, 于600 ℃低温渗铝10 h,制备了2种稀土氧化物改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al2O3粉制备了普通渗铝涂层。1000 ℃下恒温氧化结果表明：Y2O3通过抑制q-Al2O3的长大提高涂层的抗氧化性能,而CeO2则通过促进q-Al2O3向a-Al2O3的相变明显提高其抗氧化性能。文中对Y2O3或CeO2是如何影响渗铝涂层的氧化性能进行了分析。     

渗Al／溅射NiCrAlY涂层在NaCl和水蒸气综合作用下的腐蚀行为

    采用SEM、XRD和EPMA等手段,研究了溅射NiCrAlY涂层渗Al前后在700℃盐和水蒸气下的腐蚀行为.结果表明：溅射涂层中的Cr和表面生成的Cr₂O₃会与盐和水蒸气反应,涂层与基体产生剥离,腐蚀相当严重,失去保护作用;渗Al涂层表面形成了单相的薄而致密的Al₂O₃膜,Al₂O₃保护膜在盐和水蒸气环境中具有很高的化学稳定性,可以对原溅射涂层起到有效的保护作用.     

溅射TiAlCr涂层对Ti-24Al-14Nb-3V抗氧化性能的影响

研究了溅射Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层对Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ抗高温氧化性能的影响。结果表明,在８００℃下,Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面由于可形成粘附性良好的Ａｌ２Ｏ３膜,大大改善了Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ的抗高温氧化性能。９００℃时在Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ涂层表面长出大量ＴｉＯ２,导致其氧化增重较大;而在Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面生成了连续Ａｌ２Ｏ３,其抗氧化性能良好。然而,由于ＴｉＡｌＣｒ涂层与基体热膨胀系数不同,在循环氧化过程中涂层出现一些裂纹,导致其抗循环氧化性能有所下降。     

Effects of Cr–Si Diffusion Barrier Layer on the Oxidation Resistance of NiCrAlY Coating System with Aluminized Top Layer

A multilayer coating, which consisted of a Cr–Si co-deposited layer as the diffusion barrier, a plasma sprayed NiCrAlY middle layer, and an aluminized top layer, was developed. During the aluminizing treatment, Cr in the NiCrAlY layer was released as the γ/γ′ structure of this layer transformed to the β phase. The released Cr was inhibited by the inner Cr–Si layer to diffuse into the substrate, and a Cr layer eventually formed over the Cr–Si layer. The Cr layer impeded the inward diffusion of Al due to the low solubility of Al in the Cr layer so that more Al atoms remain in the coating and contributed to the oxidation resistance of the coating. The multilayer coating exhibited better oxidation and spallation resistance than coatings without a Cr–Si layer, at least at 1050 °C for up to 1000 h.