涂层316L不锈钢焊丝GMAW焊接稳定性研究

为了改善熔化极气体保护焊的工艺性,采用拉拔涂敷工艺开发涂层316L不锈钢焊丝,涂层成分为Ca元素的化合物以及Na、Ti、Si元素的氧化物,制备的两种涂层焊丝分别含有CaF_(2)和CaC0_(3)。通过电参数信号采集系统和高速摄影机对未涂层焊丝与涂层焊丝的堆焊过程稳定性进行研究。结果表明:未涂层焊丝的焊接电流波动较大,电弧形态不稳定,焊接稳定性差;含CaF_(2)涂层焊丝的电弧不稳定,焊接工艺性恶化;含CaC0_(3)涂层焊丝的焊接稳定性相比未涂层焊丝显著改善,电流电压波形十分稳定,焊接电弧呈“圆锥状”。

316L不锈钢表面抗菌双疏Ag/PFOA复合涂层的制备及其性能

采用化学刻蚀法和液相沉积法在316L不锈钢表面制备了具有抗菌性的双疏Ag/PFOA复合涂层。采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和接触角测量仪对复合涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试了其耐磨性能和抗菌性能。结果表明:化学刻蚀后的不锈钢表面具有凹凸不平的微纳米结构;复合涂层具有抑制大肠杆菌生长的效果,能够耐受的垂直负荷为40N,水平摩擦负荷为600N;不锈钢表面覆盖复合涂层后,疏水性和疏油性都得到了增强,在模拟真实场景中循环使用15次后,复合涂层的湿润性下降较为明显,但循环使用30次后,湿润性下降速率越来越慢。

激光熔覆316L-陶瓷复合涂层的工艺和耐磨性能研究

随着第四代反应堆的快速发展,对堆内关键设备的耐磨和耐腐蚀性能要求日益严格,金属-陶瓷复合涂层兼具陶瓷良好的耐磨和耐腐蚀性能和金属良好的延展性和导热性,在反应堆关键设备领域具有广泛的应用前景。采用激光熔覆技术制备了Al_(2)O_(3)和ZrO_(2)陶瓷与316L不锈钢的金属-陶瓷复合涂层,其中不同成分复合涂层中的Al_(2)O_(3)和ZrO_(2)陶瓷成分变化率为20%,利用光学显微镜、电动洛氏硬度计和摩擦磨损试验机等测试设备对制备的复合涂层材料进行了组织形貌、洛氏硬度和磨损性能分析。试验结果表明,所制备的复合涂层中金属与陶瓷结合效果良好,材料内部无明显缺陷。金属-陶瓷功能梯度材料的硬度与陶瓷成分含量正相关,随着陶瓷成分含量提升,材料整体硬度与耐磨性相应提升。

镀银-石墨涂层316L不锈钢双极板的电化学性能测试及表征

316L不锈钢以其质轻,价廉,易加工成型以及良好的导电导热性能而成为极具潜力的质子交换膜燃料电池双极板材料,但其在电池运行环境中仍有一定缺陷.在阴极条件下不锈钢板易钝化,增加了与碳纸扩散层间的界面接触电阻;而在阳极条件下,则由于金属离子的溶解,污染了膜电极,引起催化剂中毒,从而降低电池输出功率,影响电池性能.本文采用喷涂技术在316L不锈钢表面制备导电石墨涂层,测得其与Toray060碳纸的接触电阻为80.6mΩ·cm2.如果在制备石墨涂层前预镀薄层银,则可使其接触电阻降至19.8mΩ·cm2.因此,本文利用Tafel曲线、恒电位氧化等电化学方法,对该镀银-石墨涂层316L不锈钢与原316L不锈钢和镀银316L不锈钢在模拟质子交换膜燃料电池阴、阳极工作环境条件下的耐腐蚀性能进行了研究.结果表明,镀银不锈钢和镀银-石墨涂层不锈钢较原不锈钢的腐蚀电位分别提高了0.49和0.35V,腐蚀电流密度下降1-2个数量级,维持在10-6-10-7A·cm-2.而镀薄银钢板则因为银层较薄存在微孔,使得部分不锈钢基体外露,形成腐蚀电池而更易于腐蚀.

316L不锈钢表面双层辉光离子渗金属技术制备Al_2O_3涂层

Al2O3涂层由于具有较好的阻氚渗透效果可用作聚变堆第1壁涂层。利用双层辉光离子渗金属技术在316L不锈钢表面进行渗Al后热氧化处理,得到了致密的Al2O3涂层。对渗Al层的成分和形貌分别利用X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜进行了分析和观察。结果表明:双层辉光离子渗金属技术能够制备出均匀致密、与基体结合良好的渗Al层。在316L不锈钢表面渗Al的最佳工艺参数条件下,获得的渗Al层经随后的热氧化处理,可形成质量良好的致密Al2O3涂层。

热处理对等离子喷涂316L不锈钢涂层组织和性能的影响

利用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂在不同的基体温度下制备了316L不锈钢涂层,分别使用光学显微镜和显微硬度计研究涂层的组织和性能,并且对涂层进行了退火处理,研究了涂层的组织性能的变化。结果表明,对于低压等离子喷涂,通过改变基体温度,可以获得层片状组织和等轴晶组织的涂层,并且对层片状组织的涂层进行热处理,可以使其转变为等轴晶结构涂层;而对于大气等离子喷涂通过改变基体温度以及对涂层进行后续热处理,均不会形成完全的等轴晶结构涂层。在涂层硬度方面,对于原始涂层而言,等轴晶涂层的硬度低于层片状组织涂层,对于大气等离子喷涂经过热处理后的涂层硬度明显降低。

316L不锈钢表面双层辉光离子渗金属技术制备Cr_2O_3涂层

为改善不锈钢的阻氚渗透性能,采用双层辉光离子渗金属技术在316L不锈钢表面渗铬渗氧制备出了氧化铬涂层,对涂层的组织特征、相组成和合金元素成分分布及渗入机理进行了分析。结果表明,渗铬后表面主要形成Cr的沉积层和Cr在-αFe中的固溶体相,渗层厚度可达21μm,铬含量最高可达92%,且由表及里呈梯度分布;随后对渗铬层进行渗氧处理,表面形成以Cr2O3为主的陶瓷层,其有效厚度约为45μm,渗层与基体结合牢固。

316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶,浸渍提拉后800℃下真空烧结,在316L奥氏体不锈钢表面制备出无裂纹的Al2O3涂层,研究涂层层数对316L奥氏体不锈钢高温抗氧化性能的影响.通过XRD和DSC对干凝胶粉末进行分析,并使用SEM研究Al2O3涂层表面形貌特征.涂层的高温抗氧化性能则使用氧化称重法来表征,对比有涂层试样和空白试样在高温氧化环境中的增重比.结果表明:制备出的涂层Al2O3颗粒均匀细小,有效阻止了氧化的进程,提拉3次制备的涂层的抗高温氧化效果最佳,在800℃使用的情况下至少延缓氧化时间165 h.

热处理温度对大气等离子喷涂316L不锈钢涂层组织和性能的影响

目的研究316L不锈钢涂层在不同热处理温度下组织结构和性能的变化规律,提高该涂层的摩擦学性能。方法利用大气等离子喷涂(APS)技术制备316L不锈钢涂层,对喷涂态涂层进行300~700℃热处理。通过光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析涂层的显微组织和相组成,利用维氏硬度计测试涂层的显微硬度值。采用摩擦磨损试验机和三维光学显微镜测试涂层的摩擦系数和磨损率,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察磨痕表面并对磨损机制进行深入分析。结果喷涂态316L不锈钢涂层的厚度约为350?m,显微硬度值为335HV0.1,涂层组织中含有未熔颗粒、孔隙和氧化物等。在干摩擦条件下,涂层的摩擦系数稳定在0.75左右,磨损率为(1.329±0.14)×10-5 mm3/(N·m)。随着热处理温度的升高,涂层扁平颗粒界面处的氧化行为明显,同时涂层内部的孔隙缩小,涂层结构更加致密,使得涂层显微硬度提高了30%。涂层的耐磨性能在700℃热处理条件下最佳,磨损率为(1.149±0.26)×10-5 mm3/(N·m),较喷涂态涂层降低14%,磨损机制以疲劳磨损和粘着磨损为主。结论热处理有助于提高316L不锈钢涂层的显微硬度,700℃热处理可有效提高涂层的耐磨性。

超音速火焰喷涂316L不锈钢涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在高强钢表面制备了316L不锈钢涂层,利用扫描电镜、显微硬度仪、电化学测试系统等设备对涂层金相组织、硬度、结合性能和抗腐蚀性能等进行了测试,并分析了WC-CoCr中间层对316L不锈钢粉末涂层结合强度及涂层界面的影响。结果表明:超音速火焰喷涂316L不锈钢粉末颗粒在喷涂中变形充分,形成较致密的涂层,并具有超过400 HV0.1的显微硬度;涂层具有较高自腐蚀电位,耐蚀性优于高强钢;涂层结合强度随着涂层厚度的减小、基体硬度的增加而提高;WC-CoCr底层可改善涂层界面结合,从而改善316L不锈钢涂层的结合性能。

316L不锈钢支架表面EVAL涂层的制备及性能研究

采用超声-喷涂沉积的方法,在316L不锈钢表面制得聚乙烯-乙烯醇涂层。利用原子力显微镜、接触角测量仪及扫描电镜对涂层表面形貌及性能进行研究。结果表明,316L不锈钢基体、S-EVAL涂层和USEVAL涂层的表面粗糙度Ra分别为123.677,14.994和2.830 nm。S-EVAL涂层和US-EVAL涂层表面接触角分别为75.6和74.3°,均小于316L不锈钢基体接触角。超声-喷涂沉积US-EVAL涂层血小板粘附量最少。

316L不锈钢表面Ta涂层的制备及性能

为改善316L不锈钢在体液中的生物相容性,采用双辉等离子体表面合金化技术在其表面制备了Ta涂层,并使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ta涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析,借助划痕仪、往复摩擦磨损试验机和电化学工作站对涂层的结合强度、磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的耐磨性及耐蚀性进行研究。结果表明:所制备的Ta涂层由厚度均为2μm左右的沉积层和扩散层组成,主要物相为α-Ta,涂层与基体的结合强度良好,发生破裂的临界载荷达到111 N。Ta涂层的比磨损率仅为基体的12.5%,自腐蚀电位比基体提高234 mV,腐蚀电流密度则降低2个数量级,磨损前后涂层样品的腐蚀速率分别为基体的1.9%和3.6%。表明Ta涂层能显著提升316L不锈钢在PBS溶液中的耐磨性和耐蚀性。

不同涂层刀具车削医用316L不锈钢性能研究

316L医用不锈钢具有在生物体内能保持良好的抗腐蚀性、高的生物相容性、没有或者在符合标准下低的离子析出等优点。本文分析了采用不同的切削参数(切削速度VC、每转进给量f以及切削深度ap)时涂层刀具车削316L不锈钢的切削力和工件表面粗糙度;研究了不同涂层刀具(KC5025、KCM25、KCU10、KC9125)车削316L不锈钢时的刀具寿命以及利用MATLAB拟合刀具的寿命曲线,实现快速及准确预测相应的刀具寿命;通过正交试验研究了不同切削参数以及刀具材质对切削力与工件表面粗糙度的影响程度,获得了适宜316L不锈钢车削的涂层刀具及其切削参数。

316L不锈钢基体上磁控溅射Er_2O_3/Er涂层的后处理研究

采用磁控溅射的方法在316L不锈钢表面制备了氧化铒涂层。选用金属铒作为过渡层,研究了不同热处理温度对涂层相组成、表面形貌以及涂层与基底结合情况的影响。XRD,SEM及膜基结合力分析结果表明,带有过渡层的氧化铒涂层表面致密、均匀,退火处理使氧化铒结晶性能提高,经过800℃热处理,生成了金属间化合物ErFe3,提高了涂层与基底的结合强度。绝缘电阻率测试结果表明,Er2O3涂层绝缘电阻率在1×1013～1×1015Ω.cm,绝缘性能良好。

316L不锈钢表面不同涂层的制备以及在超临界水中腐蚀特性研究

针对超临界水氧化过程中材料腐蚀严重的问题,采用等离子喷涂技术在316 L不锈钢上分别喷涂约0.2 mm的Al_2O_3,ZrO_2和TiO_2涂层以提高其耐腐蚀性。采用间歇式超临界水氧化反应釜研究了各涂层试样在500℃、25 MPa、氧浓度1000 mg×L-1条件下,连续腐蚀80 h的腐蚀特性。对各涂层试样的结合强度及腐蚀前后表面及截面的形貌、元素分布等进行了表征。结果表明,Al_2O_3、ZrO_2和TiO_2涂层的结合强度分别为26.639 N×mm-2、24.526 N×mm-2和40.607N×mm-2。经腐蚀实验后,Al_2O_3涂层表面呈沟壑状,出现较多的孔洞和缝隙,涂层几乎完全脱落;ZrO_2涂层表面原平整致密涂层受到破坏,呈现断裂及碎片化涂层形貌,涂层因腐蚀变薄,剩余厚度约为0.15 mm;TiO_2涂层表面相对比较致密,涂层厚度未发现明显降低,呈现较好的耐腐蚀性能。该研究结果为超临界水氧化过程中金属材料腐蚀防控方法提供一种新思路。

316L不锈钢表面NbC涂层的制备与性能评价

目的探究NbC涂层作为惰性涂层在模拟体液中的耐腐蚀性能及血液相容性能,并为NbC涂层作为生物惰性涂层改善316L不锈钢心血管支架的表面性能提供参考依据。方法采用物理气相沉积法制备NbC涂层,并通过优化工艺参数改善涂层性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪和原位纳米划痕仪,对涂层的微观结构及性能进行研究。采用循环伏安法对涂层的耐腐蚀性能进行表征。采用血小板粘附实验对涂层的血小板粘附行为进行了评价。结果制备的涂层具有结合性能强和致密度高等优点。随着基体温度的升高,NbC涂层的力学性能、耐腐蚀性能及血小板粘附特性均得到明显改善,硬度及弹性模量分别由(12.5±0.2)GPa和(213±0.8)GPa上升到(24.5±0.4)GPa和(275±1.1) GPa,自腐蚀速率优化明显,由8.76×10^(-6)A/cm^2降到1.98×10^(-8)A/cm^2。结论 NbC涂层在模拟体液中具备与316L不锈钢相当的稳定性,但其腐蚀速率远低于316L不锈钢,血小板粘附数量及变形较基体316L不锈钢得到显著改善,有望成为改善316L不锈钢表面性能的惰性涂层。

医用316L不锈钢表面Ta(Ti)N涂层的制备与表征

采用射频磁控溅射的方法制备了Ti含量不同的Ta(Ti)N涂层并研究了涂层的微观结构和性能。扫描电子显微镜(SEM)照片显示涂层结构致密无大的孔洞。XRD结果显示无Ti掺杂的涂层为面心立方结构的TaN,Ti掺杂的Ta(Ti)N涂层随着Ti掺杂量的增加TaN的衍射峰向高角度偏移,偏移的原因是形成了Ta(Ti)N固溶体。固溶体的形成使Ta(Ti)N涂层的纳米硬度明显高于TaN涂层的纳米硬度。Tafel外推结果表明在PBS溶液中,Ta(Ti)N涂层后的316L不锈钢的耐腐蚀性明显好于基体316L不锈钢的耐腐蚀性。血液相容性实验结果表明Ta(Ti)N涂层的血液相容性明显好于316L不锈钢基体的血液相容性。

叶片用316L不锈钢表面激光合金化铬涂层性能及参数优化

采用激光合金化方法在叶片用316L不锈钢表面制备铬涂层性能,并进行组织性能测定以及参数优化。研究结果表明:铬涂层合金化层为月牙状的结构,是一种网状的柱状晶形态。在中形成了具有较大宽度的枝状晶组织形态。在X射线衍射谱图上形成了Fe-Cr与Cr_xFe_y对应的各个衍射峰。硬度表现为由合金化层往基体方向具有明显梯度分布的特征。当激光功率增大后,将会引起铬合金层硬度与厚度的上升;当增大激光扫描速率后,铬合金层发生了硬度先增大后减小的现象,而厚度表现为持续减小的情况;当涂层的厚度增大后,将会引起铬合金层的硬度发生减小的现象,厚度开始增大。确定316L不锈钢表面激光合金化铬涂层最优工艺:激光功率5.5 kW,扫描速率8.5 mm/s,涂层厚度0.15 mm。

低压等离子喷涂316L不锈钢涂层组织对性能的影响

目的研究涂层组织形貌对涂层性能的影响。方法采用低压等离子喷涂方法制备316L不锈钢涂层,通过改变喷涂条件以及热处理工艺分别得到颗粒堆积、层片状和等轴晶三种不同组织的涂层。利用金相显微镜、X射线衍射、显微硬度计和浸泡实验,分析其金相组织、相结构、显微硬度和耐腐蚀性,对比分析三种不同涂层的性能。结果等轴晶涂层只含奥氏体相,而颗粒状和层片状涂层除奥氏体相外,还有?铁素体相。层片状涂层显微硬度最高(为262 HV0.3),颗粒状涂层次之(为243 HV0.3),等轴晶涂层硬度最低(为118 HV0.3)。在浓盐酸中浸泡1、2、3 h,层片状涂层质量损失分别为0.0110、0.0262、0.0445 mg/cm^2,颗粒状涂层质量损失分别为0.0078、0.0128、0.0262 mg/cm^2,等轴晶涂层质量损失分别为0.0071、0.0100、0.0126mg/cm^2。结论层片状涂层有最高的显微硬度和最差的耐腐蚀性,等轴晶涂层则有最好的耐腐蚀性和最低的显微硬度,颗粒状涂层介于两者之间。

汽车用316L不锈钢激光/等离子喷涂Co-Cr3C2涂层组织与结合强度分析

为了提高汽车用316L不锈钢表面的机械强度,采用激光/等离子喷涂的方法制得Co-Cr3C2涂层,并与等离子喷涂层进行比较,试验测试分析了涂层的微观组织及沉积过程中的焰流形态。分析结果表明:采用等离子喷涂制得的涂层存在大量孔隙;利用激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层具有明显的冶金结合特征,涂层中的孔隙裂纹较少。以激光/等离子喷涂制备的Co-Cr3C2涂层孔隙率小于等离子喷涂层的,结合强度高。等离子喷涂形成了完全熔融、部分熔融以及没有熔融的3种颗粒;采用激光/等离子进行喷涂制得的涂层内没有产生尺寸较大的的未熔颗粒,达到了更好的铺展状态,形成了尺寸更小的晶粒,显著降低了涂层中的裂纹与孔洞数量,提高了涂层的表面硬度与耐磨性。