难熔金属表面高温抗氧化涂层技术现状

概述了国内外难熔金属表面高温抗氧化涂层的研制现状。涂层主要分为5大体系,其中硅化物涂层是应用最为广泛的涂层体系,高温氧化环境下硅化物能够生成玻璃态SiO2,有效阻挡氧向内部扩散,起到防护作用。贵金属体系是抗氧化性能更为优越的材料体系,其中Re/Ir是目前性能最高的高温抗氧化材料,Ir涂层的致密性及厚度是决定其抗氧化寿命的主要因素。国内目前已形成自1 200℃至2 000℃应用的一代铌铪合金涂覆硅化物涂层、二代铌钨合金涂覆硅化物涂层、三代铼基材涂覆铱涂层共三代材料体系,其中一代广泛应用于卫星、飞船等多种型号产品,二代应用于卫星并于2012年5月首飞成功。目前国内致力于Re/Ir材料体系的工程化应用研究,已进行短喷管试车,试车温度高达2 090℃,累计时间300 s,涂层未失效。

Al-5Ti-B-RE细化剂对热浸渗铝层的组织与性能的影响

采用熔剂法在Q235钢表面热浸渗铝,并在铝熔体中添加Al-5Ti-B-RE中间合金细化剂,利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究渗铝层的显微组织,运用氧化增重法测试渗铝钢的抗高温氧化性能,以研究细化剂对热浸渗铝层的显微组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明:渗铝层都是由表面层和合金层组成;铝液中加入细化剂后,表面层和合金层的厚度都降低,表面层的针状物(FeAl3)细化,合金层的齿状整齐,齿峰分叉减少;随着细化剂含量的增加,渗铝钢的抗高温氧化性能先增加后降低,添加0.3%(质量百分比)细化剂的渗铝钢的抗高温氧化性能最好。

TC4热浸铝高温氧化性能的研究

通过热浸铝和扩散退火在TC4合金表面制备钛铝合金复合涂层,研究该涂层在850℃和900℃的长时间高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段,分析复合涂层在高温氧化前后的微观组织。研究结果显示,复合涂层分为中间层和扩散层,扩散层主要相是TiAl_3和少量Al_2O_3;热浸铝有效提高基体的高温氧化性,850℃循环氧化后试样表面形成一层Al_2O_3保护层,900℃循环氧化后试样表面形成一层由Al_2O_3和TiO_2组成的混合氧化物层。