Pd对K17合金低压固体粉末包埋渗铝工艺的影响

研究了在高温合金K17表面上低压固体粉末包埋(LPPC)渗铝工艺。实验结果表明:在合金表面电镀Pd-20wt%Ni合金后,在950℃和1050℃渗铝制备铝化物涂层,与未经过电镀处理的样品相比,其渗铝速度得到提高,形成铝化物涂层的动力学在950℃和1050℃时符合抛物线规律。在950℃时,“S”渗铝量占总渗铝量的比例略大于18%,在1050℃时该比例为44.2%～47%,和渗铝温度有关,与样品预处理状态无关;提高渗铝温度,“S”渗铝比例提高。Pd元素加快了元素的扩散速度,促进了涂层的生长。

GCr15钢表面粉末包埋渗铝工艺研究

研究了不同影响因素对GCr15高碳钢固体粉末包埋渗铝后渗铝层表面、截面及厚度的影响.通过调整渗铝温度、时间、Al粉含量、NH_4Cl含量来观察渗铝后试样表面状况,以确定最佳渗铝工艺.利用扫描电子显微镜观察了渗铝层截面的微观形貌;利用测厚仪测量渗层的厚度值.结果表明:随渗铝温度的升高、渗铝时间的延长以及Al粉含量的增加,渗铝层的厚度均呈现先增大后逐渐平缓的趋势;当催化剂NH_4Cl含量添加为2.5%时,所得渗层表面平整洁净.采用Al粉含量为25%、NH_4Cl含量为2.5%、850℃、3 h工艺渗铝后,渗铝层的厚度达到70μum以上,表面平整.

渗锌碳钢在天然海水中的腐蚀行为

碳钢渗锌后耐蚀性提高。采用固体粉末包埋对20碳钢进行热扩散粉末渗锌，测试了渗锌层的硬度、形貌、成分及其在20，40，60℃天然海水中的电化学腐蚀行为。结果表明：碳钢渗锌层的硬度在313．7～347．5HV，厚度在77．1～81．2μm，属于第4等级；渗锌层与碳钢基体结合紧密；随渗锌层厚度增加，Fe含量逐渐降低，Zn含量先升高后降低；渗锌碳钢在20，40，60℃天然海水中的腐蚀过程主要受阴极氧扩散控制，在60℃海水中表面腐蚀产物的形成有利于减缓其均匀腐蚀速率。

开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金制备及高温力学性能

为了满足航空航天领域对高熔点开孔泡沫金属的迫切需求,针对现有开孔泡沫金属熔点低、强度和抗氧化性能差,以及孔隙率低、孔径结构分布不均匀等难题,以三维网状开孔泡沫Ni为基体,采用固体粉末包埋结合高温固相扩散工艺,制备出一种孔隙率达到95%三维网状开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金。利用扫描电镜(SEM/EDS)对开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金化前后的组织形貌和元素扩散进行分析,进一步了解扩散过程中Ni-Cr-Fe骨架形成与元素扩散之间的规律,并且对合金化后泡沫合金的微观形貌及结构进行表征。同时,研究了800℃和1000℃条件下开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金的准静态压缩性能和能量吸收性能。结果表明:随着高温固相扩散时间的延长,网丝骨架中Cr、Fe、Ni元素浓度梯度明显平缓,(1200℃,48 h)均匀化热处理后,网丝骨架中Cr、Fe、Ni 3种元素发生了充分的互扩散,达到合金成分均匀化。并且,开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金保持着初始泡沫Ni基体的三维网状及骨架中空结构。同时,高温压缩时开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金具有典型韧性金属泡沫的变形特性,其压缩强度随着泡沫合金中Cr、Fe含量的增加而明显增大,而能量吸收性能表现出先增加后降低的趋势。

渗铝涂层对Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能的影响

为提高电热合金丝的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋法在Cr20Ni80电热合金丝表面制备渗铝涂层,通过高电阻电热合金快速寿命装置对渗铝试样在恒温1 000℃下进行高温氧化试验、在恒温1 200℃下进行快速寿命测试并拟合电阻随时间的变化曲线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和热重分析仪(TGA)研究了渗铝涂层结构、氧化膜形貌、氧化膜相组成以及渗铝试样氧化动力学。结果表明:渗铝试样快速寿命相较于未渗铝试样提高了7.62%。渗铝涂层为双层结构,内外层厚度约为5μm和40μm。渗铝试样氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。氧化膜分为3层:最外层为Al2O3与微量NiO;次外层为Ni Al及少量Al2O3、NiO;最内层是富Cr层和Cr2O3,并存在少量不连续分布的Si O2。氧化初期,渗铝试样迅速在表面形成了一层均匀致密的Al2O3保护性氧化膜,有效地改善了Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能。

Cr12MoV表面渗硼工艺及渗硼层组织及耐磨耐蚀性能研究

采用粉末包埋方法在Cr12MoV表面制备了渗硼层,主要研究了渗硼层的显微组织、硬度及耐磨性能。研究结果表明,在不同的渗硼温度、保温时间条件下,Cr12MoV钢表面渗硼层均由FeB相和Fe_2B相构成,具有较高的硬度、耐磨性,耐蚀性。

渗铌温度与时间对GCr15钢表面渗铌层组织和性能的影响

采用固体粉末包埋法,在不同温度(910,930,950,970℃)和不同保温时间(1,2,4,5,6 h)下在销轴用GCr15钢表面制备渗铌层,研究了渗铌温度与时间对渗铌层的微观形貌、物相组成、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:在不同条件下制备的渗铌层与基体结合紧密,主要由NbC和α-Fe组成;随着渗铌温度的升高或渗铌时间延长,NbC相增多,α-Fe相逐渐消失,渗铌层厚度和显微硬度增大;当渗铌温度为950℃、渗铌时间为2 h时,渗铌层的自腐蚀电位最大,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好。综合考虑厚度、耐腐蚀性能和耐磨性能,较佳的渗铌工艺为渗铌温度950℃、渗铌时间5 h,在该条件下制备的渗铌层耐腐蚀性能较好,摩擦因数波动小,平均摩擦因数仅为0.22。

基于HSC-Chemistry的316L包埋渗铬过程热力学分析

利用HSC-Chemistry热力学软件探究了包埋渗铬过程中活性铬原子的产生机理和工艺条件对活性含铬物质的影响,并解释了催渗剂的选择和铬原子的扩散方式。结果表明:纯铬在高温下具有很低的饱和蒸汽压,必须借助渗铬剂来增加渗铬过程中的铬势;对比三种卤化铵催渗剂(NH_(4)Cl、NH_(4)Br、NH_(4)I),NH_(4)I有着最高的活性含铬物质的生成量和生成速率;高温下的实质渗铬物质为CrI,且温度升高或者压强减小均可使得活性CrI的生成量增加,在1050~1150℃范围内,CrI的生成量差别不大;由活性CrI最终在基体表面形成活性Cr原子的反应为Fe的置换反应和H2的还原反应,自身的热分解反应在热力学上不可行;高温下,铬的扩散方式为沿晶界的空位扩散,随温度升高,空位浓度增加,1150℃下单位体积奥氏体γ-Fe中的空位数约为1000℃下的5倍。

稀土改性Cr涂层对开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织结构及抗高温氧化性能的影响

为了提高三维网状开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋工艺在开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金表面分别制备Y-Cr和Ce-Cr涂层,再将涂层试样加热到900和1000℃进行120 h高温静态氧化试验。利用扫描电镜、X射线衍射仪对2种涂层改性Ni-Cr-Fe泡沫合金的微观组织结构和氧化产物的形貌、成分和相组成进行对比分析。结果表明:Ce-Cr涂层改性开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金组织均匀致密、涂层表面晶粒明显细化,且涂层与基体界面结合紧密。同时,Ce-Cr涂层改性泡沫合金的抗高温氧化性能优于Y-Cr涂层,氧化动力学曲线符合抛物线氧化规律。这主要由于其表面生成了均匀致密的Cr_2O_3氧化膜;涂层与基体之间形成了由Ni-Cr-Fe,[Fe,Ni]相构成的过渡层,使基体与涂层冶金结合,从而加强了涂层与基体的结合力。

反应温度及时间对奥氏体不锈钢渗铬层组织结构的影响

利用固体粉末包埋技术对316H奥氏体不锈钢进行了1090℃保温0.5~20 h和750~1150℃保温10 h的化学热处理,研究了不同工艺参数对渗铬层组织结构和耐磨性的影响。通过光学金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究了保温时间和反应温度对渗铬层的微观组织结构的影响规律,使用摩擦磨损试验机研究了不同工艺参数对渗铬层耐磨性的影响。结果表明:反应温度对渗铬层的厚度影响显著,在同一温度下进行渗铬,渗铬层的厚度与渗铬时间呈抛物线关系;渗铬层主要由Cr_(23)C_(6)、Cr_(2)C和α-Fe-Cr固溶体组成,在渗铬过程中,首先在试样表面形成碳铬化物层,随着反应温度提高或保温时间延长,在碳铬化合物层下会生成α-Fe-Cr固溶体层,进一步提高反应温度和保温时间,碳铬化合物层逐渐消失。渗铬后试样的耐磨性明显提高,且在相同温度下渗铬,保温时间短的耐磨性好;相同保温时间,反应温度低的耐磨性好。