锆合金表面TiAlN和TiAlSiN涂层微观形貌和性能的研究

对Zr-4合金表面分别进行多弧离子镀TiAlSiN涂层和TiAlN涂层。利用扫描电镜对涂层进行表面微观形貌观察;利用ImageJ对涂层大颗粒分布进行统计和分析;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析;利用自动划痕仪对涂层的力学性能进行检测;利用高温热处理炉对涂层试样进行800℃高温抗氧化实验。结果表明:TiAlSiN涂层表面的大颗粒数较TiAlN涂层的少。TiAlSiN涂层中除了与TiAlN涂层共同拥有的Ti_2N、Ti_3AlN物相外,还生成了AlN物相和非晶相Si_3N_4。由于Si元素的加入引起残余应力,TiAlSiN涂层的膜基结合力低于TiAlN涂层。TiAlSiN涂层试样的氧化增重远低于TiAlN涂层的氧化增重。

Zr4合金离子氮化和软氮化表面处理的研究

对Zr4合金分别进行离子氮化和软氮化处理,利用全自动金相显微镜对Zr4合金氮化层进行金相组织分析,利用扫描电镜对氮化层形貌进行观察,并测出氮化层厚度。利用X射线衍射仪对氮化层进行物相分析。利用显微硬度测试器测试氮化层的维氏硬度。结果表明:Zr4合金软氮化处理后氮化层比离子氮化层排列地更加紧密,软氮化层厚度为2.5μm,离子氮化层厚度为3.3μm。软氮化层的Zr和O化合物比离子氮化物衍射峰明显。软氮化的氮化层表面显微硬度达到641.7HV0.025,其硬度高于离子氮化处理后氮化层的表面显微硬度。

过渡层对TiAlSiN涂层性能的影响

研究不同的过渡层对TiAlSiN涂层结合力和高温抗氧化性的影响。利用划痕仪测定临界载荷,用体视显微镜观察划痕形貌;利用高温热处理炉对试样进行800℃高温抗氧化实验和1200℃淬火实验,并观察宏观形貌;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析。结果表明:基材进行氮化处理对涂层膜基结合力的提升和高温抗氧化性能的提高有一定的加强作用,Cr过渡涂层对涂层膜基结合力和高温抗氧化性能的提高较大,其氧化速率远低于经过氮化处理的锆合金表面涂层的氧化速率,膜基结合力大约33N;通过物相分析,涂层均生成了对应的物相,当氮化剂量达到一定值后,会生成硬度较高的Zr N物相。

Zr4合金表面多弧离子镀TiAlSiN涂层的微观形貌与性能

采用多弧离子镀在Zr4合金基体上沉积TiAlSiN涂层,利用扫描电镜对TiAlSiN涂层形貌进行观察并测试涂层厚度;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析;利用显微硬度计测试涂层的维氏硬度;利用自动划痕仪测试涂层与基体的结合力;利用高温热处理炉进行800℃高温抗氧化实验和1 200℃淬火实验。结果表明:涂层表面有形似液滴的颗粒存在,涂层沉积呈断续的柱状晶,涂层厚度约为7μm;TiAlSiN涂层主要由Ti N,Al N和Si3N4物相组成;TiAlSiN涂层显微硬度达3 172.94 HV0.05,结合力为23 N;TiAlSiN涂层的试样氧化质量增加远低于基体本身的氧化质量增加;TiAlSiN涂层经过淬火后有脱落现象,增加过渡涂层Cr可以提高涂层结合力,消除涂层脱落现象。

锆合金表面氮化与离子镀复合处理及性能研究

锆合金因其具有良好的耐蚀性能、力学性能及较低的原子热中子吸收截面,对核燃料有良好的相容性,因此被广泛应用于核反应堆的结构材料。但核电设备结构部件在运行过程中出现的高温微动磨损和氧化等均给核电设备带来了严重的安全隐患,对此,锆合金表面氮化与离子镀复合处理技术的研究对其在工程领域的运用具有重要意义。文中从锆合金表面的氮化与离子镀的原理出发,对其发展现状、存在的问题、性能测试的方法以及未来的发展趋势进行了综述讨论。

避免超硬nc-(Al_(1-x)Ti_x)N/a-Si_3N_4纳米复合材料制成的(Al_(1-x)Ti_x)N涂层的高温分解

大约单层薄的非晶态氮化硅的组织,是在nc-(Al_(1-x)Ti_x)N/a-Si_3N_4超硬纳米复合涂层沉积过程中形成的,具有良好的结构与硬度。在温度低于1100℃时,能有效地避免fcc-(Al_(1-x)Ti_x)亚稳溶液的分解和软化,形成富钛fcc(Ti_(1-δ)Al_δ)N纤锌矿型h-(A l N)。如果没有氮化硅涂层,(Al_(1-x)Ti_x)N的软化和分解将会发生在800~900℃之间。

缠绕气瓶横向爆裂失效分析

对某公司生产的异常横向爆裂的缠绕气瓶样件进行失效分析,利用JSM-6490LA型扫描电子显微镜,GX51型奥林巴斯倒置金相显微镜进行宏观形貌和微观组织检测,SPECTRO MAXx(LMX16)直读光谱仪分析化学成分,WE-B300数显式液压拉力试验机和HR-150A型洛氏硬度计测试力学性能.试验及分析结果表明:筒体异常爆裂是因为爆裂起始部位淬火时冷却速度低,产生一定量的上贝氏体,降低了该部位的强度和沿伸率.加上内部存在夹渣割裂了基体的连续性,降低了材料抗拉强度,最终导致瓶体失效.

TiAlSiN硬质涂层的制备方法及研究现状

简述了TiAlSiN硬质涂层的制备方法,并对比了其优劣性。总结了国内外TiAlSiN硬质涂层的研究现状及进展,分析了TiAlSiN硬质涂层特点,论述了涂层技术未来的方向。

锆合金表面渗氮层对TiAlN涂层结合力的影响

对锆合金基材表面分别进行离子渗氮和气体氮碳共渗,然后采用多弧离子镀技术在锆合金渗氮层表面制备Ti Al N涂层,并与锆合金基材表面直接制备的Ti Al N涂层进行对比,研究渗氮层对涂层结合力的影响。用立式万能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验;用显微硬度计测试显微硬度;用洛氏硬度计进行压痕试验;用划痕仪测试膜基结合力。试验结果表明：锆合金经过渗氮处理其表面摩擦因数保持稳定;表面硬度和膜基结合力均有所提升,且气体氮碳共渗后的表面硬度和膜基结合力比离子渗氮略高。

渗氮处理对Zr4合金表面TiAlSiN涂层性能的影响

采用多弧离子镀技术在表面经过渗氮处理的Zr4合金基体上制备Ti Al Si N涂层。利用扫描电镜对涂层进行表面和截面的微观形貌观察;利用自动划痕仪对涂层的力学性能进行检测;利用高温热处理炉对涂层进行800℃高温抗氧化和1200℃高温淬火试验;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析。结果表明：Zr4合金渗氮处理后,涂层与渗氮层之间膜层分明,且涂层厚度均匀,涂层表面有少许大颗粒物质存在;膜基结合力约为28 N;涂层短时间内高温抗氧化性能较好;当渗氮剂量达到一定值后,会有Zr N物相生成。