TC4合金表面激光熔覆TiAl涂层的高温循环氧化行为

采用激光熔覆工艺在TC4基体表面制备了TiAl涂层,分别对TC4基体与TiAl涂层在600、800、900和1000℃下开展了循环氧化50 h实验,分析TC4基体与TiAl涂层在不同温度下的氧化动力学行为、氧化膜的物相、表面形貌及元素分布,并对其高温氧化机理进行了阐述。结果表明:涂层氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,且单位氧化质量增加和氧化速率均比TC4基体小。TiAl涂层在600、800、900和1000℃下的氧化质量增加分别为TC4基体的12.5%、20%、55.6%和35.7%。TiAl涂层的氧化产物主要为Al_(2)O_(3)和TiO_(2),在600~900℃之间氧化物均匀致密无破损,在1000℃下出现氧化膜的破损、剥落。TiAl涂层的氧化极限较TC4基体至少提高300℃,表现出优异的高温抗氧化性能。

预氧化温度对Ni-20Cr-5Al-0.2Y2O3合金抗高温循环氧化性能的影响

通过粉末冶金方法制备了Ni-20Cr-5Al和Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3(质量分数/%,下同)合金,将Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金在不同温度(500~1 100℃)进行预氧化处理,然后将未预氧化及预氧化合金在1 150℃下循环氧化15h,研究了Y_2O_3的添加和不同预氧化温度对合金抗高温循环氧化性能的影响。结果表明:添加0.2%Y_2O_3后提高了Ni-20Cr-5Al合金的抗高温循环氧化性能;预氧化可以有效提高Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金的抗高温循环氧化性能,其中预氧化温度为700℃的合金有最优的抗高温循环氧化性能,其原因是经过预氧化处理的合金表面形成了致密的保护性氧化膜,阻止了氧化的进一步进行。

预氧化温度对Ni-15Cr-5Al-5Si合金抗高温循环氧化性能的影响

采用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-5Si(质量分数/%)合金,经不同温度(500,700,900,1 100℃)预氧化处理后,在1 100℃进行了循环氧化试验,研究了预氧化温度对该合金抗高温(1 100℃)循环氧化性能的影响,并与未添加硅的Ni-15Cr-5Al合金进行了对比。结果表明:Ni-15Cr-5Al-5Si合金的抗高温循环氧化性能显著优于Ni-15Cr-5Al合金的;预氧化处理可以提高合金的抗高温循环氧化性能,随预氧化温度的升高,抗高温循环氧化性能提高,但提高效果不明显。

NiAl的基体高温条件下抗循环氧化性研究

本文通过整理各学者对NiAl合金高温条件下抗循环氧化性的研究,对如何提高NiAl合金高温条件下抗循环氧化性能作了概括综述。通过研究发现,提高NiAl合金的抗氧化性能主要通过三个方面,一是通过表面物理强化的方法减少NiAl涂层在高温氧化情况下的孔洞的方法;二是通过掺杂Zr、Hf元素的方法,高温情况下Zr、Hf的氧化物可有效改善NiAl涂层的附着力及高温抗氧化能力。

预氧化温度对GH3128合金抗高温循环氧化性能的影响

采用热重法并结合SEM、EDAX等分析手段,研究了预氧化温度对GH3128合金抗高温(1100℃)循环氧化性能的影响。结果表明:在适当温度下进行预氧化处理可有效提高合金的抗高温循环氧化性能。GH3128合金经预氧化处理后抗高温循环氧化性能的优劣主要取决于两种因素的综合作用,其一是合金表面元素Cr的选择性氧化,形成致密均匀的保护性预氧化膜,提高合金抗高温循环氧化性能;其二是合金中元素Ti、Cr的晶界偏析加剧,加速晶界氧化并导致显微裂纹等缺陷产生,降低合金的抗高温循环氧化性能。900℃预氧化处理的GH3128合金试样具有最佳的抗高温循环氧化性能,该温度下预氧化膜形成较好且合金元素Ti、Cr的晶界偏析作用相对较弱。

PS45/CuAl8伪合金复合涂层高温循环氧化行为

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备PS45/CuAl8伪合金复合涂层,将该涂层在600℃和800℃进行循环氧化,采用XRD、SEM和精密天不等手段对涂层的显微结构进行表征,研究了涂层的循环氧化性能。结果表明:PS45/CuAl8伪合金复合涂层主要由Al_2O_3、Cr_2O_3、α-Cu和γ-Ni固溶体组成,组织致密,颗粒成扁平状且扁平化程度高、分布均匀。经高温循环氧化后在涂层表面形成了一层致密的Al_2O_3+Cr_2O_3+Ni(Al,Cr)_2O_4薄膜,避免了Al_2O_3薄膜的剥落,从而降低了涂层氧化速率,提高了基体的抗高温循环氧化性能。

渗铝处理对镍基超合金Hastelloy X高温氧化行为的影响研究

对镍基超合金Hastelloy X进行渗铝处理,并对渗铝层的高温循环氧化性能和微观组织进行分析。结果表明:经950℃×9 h固体渗铝处理后,在镍基超合金Hastelloy X表面生成厚度约75μm的Ni-Al合金层,并有细小的析出相产生,同时在合金层与基材之间有厚约5.5μm的中间扩散层生成。渗铝处理后的Hastelloy X试片具有较佳的抗高温氧化能力。中间扩散层在多次高温循环氧化之后开始产生横向裂痕,对铝化Hastelloy X的抗高温氧化能力不利。

TiAl合金高温真空烧结组织及氧化性能研究

采用机械合金化及高温真空烧结制备细晶TiAl基合金,并对其烧结组织进行循环氧化试验,研究了TiAl细晶烧结组织的高温抗氧化性能。结果表明,粉末经球磨及1200℃高温真空烧结后,形成了细小、致密及球状的γ-TiAl基合金,晶粒尺寸在100~600nm。在960℃纯氧气氛条件下,经多次循环氧化的TiAl基合金没有发生相变,而且细小的晶粒没有发生长大现象,其形貌也没有未发生明显变化。利用差示扫描热量计进行的循环氧化实验表明,氧化发生在整个升温、等温及降温过程,氧化增重过程主要发生在第一个循环氧化的升温和高温等温阶段。TiH2-47Al-0.2Si-5Nb具有最佳的抗高温氧化性。

310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化性能的研究

对310S不锈钢在高温环境下进行循环氧化试验,采用增重法绘制出了310S奥氏体不锈钢高温氧化动力学曲线,并结合金相显微镜和扫描电镜对氧化膜的厚度和表面形貌进行了分析。结果发现,氧化速度随着时间的延长而降低,高温氧化后试样表面为黑色,氧化膜的厚度20μm左右,试样表面存在四面体结构组成,其成分可知为富含铬和锰的氧化物,铁含量很低。

阴极等离子电解大面积沉积弥散Pt微粒增韧8YSZ热障涂层

采用大气等离子喷涂(APS)在高温合金表面制备一层Ni Co Cr Al Y粘结层,然后采用阴极等离子电解沉积(CPED)制备一层弥散Pt微粒的8YSZ涂层。通过在电解液中加入陶瓷微珠,促使阴极表面发生均匀的等离子微弧放电,实现了在大面积样品上沉积8YSZ涂层。获得的涂层厚度到达120μm,具有多孔结构,由立方相和四方相8YSZ以及Pt组成。1100℃空气中循环氧化的结果表明,随着涂层中Pt含量的的增加,涂层的抗高温氧化和抗剥落性能得到明显提高。Pt微粒对8YSZ涂层的增韧作用主要为:Pt微粒塑性变形吸收裂纹扩展的能量,钝化裂纹尖端,减小裂纹尺寸,提高涂层的临界断裂应力。

细晶TiAl基合金的制备及高温氧化行为

采用机械合金化及放电等离子烧结方法制备超细晶/纳米晶TiAl基合金,并利用差热分析仪进行循环高温氧化试验,研究粉末机械合金化对烧结细晶粒TiAl基合金组织及高温氧化性能的影响。结果表明,球磨是获得细晶粒组织的原因,粉末经球磨及放电等离子烧结后,形成了细小、球状的TiAl和Ti3Al相组织;该细晶粒组织在高温循环氧化条件下显示出较高的抗氧化性,且随Nb量增加抗氧化性得到提高,升温阶段的氧化速率最快。

拉矫辊堆焊组织及性能研究

根据拉矫辊使用性能要求,设计成分为0Cr13Ni4MoN（414N）的拉矫辊表面堆焊药芯焊丝,并采用明弧焊方法用研制的焊丝进行堆焊试验。利用金相、扫描电镜、拉伸试验机等进行堆焊层组织和力学性能分析,利用差热分析仪进行高温循环氧化试验。试验结果表明,414N堆焊组织成分均匀,具有良好的力学性能,堆焊层抗拉强度超过1280MPa,伸长率达到14%～15%。414N材料具有高的抗高温氧化性,氧化过程在很短时间内就可达到稳定状态。

Y含量对高Nb-TiAl合金循环氧化行为的影响

利用SEM、XRD和EDS研究Y对Ti45Al8Nb(at%)合金在900℃空气中的循环氧化行为的影响。实验结果表明,适量Y的加入显著提高了合金的抗循环氧化性。无Y合金300次循环后便出现了表层氧化膜脱落,而含Y的6个合金除Ti45Al8Nb0.1Y在氧化460h后出现大面积脱落外,其余合金在1000次循环内均未出现明显脱落。Y的加入显著增强了氧化膜与基体之间的粘附性。但是加入过量Y,合金氧化膜内颗粒较大的Y2O3偏聚在晶界处,为O提供了扩散通道,使合金出现了严重的内氧化。