电弧离子镀沉积Cr-O-N活性扩散阴挡层

采用电弧离子镀技术在NiCoCrAlY涂层与高温合金基材DSMll间沉积不同成分的Cr-O-N薄膜作为扩散阻挡 层,研究了900℃下氧化1400 h后DSMll／Cr-O-N／NiCoCrAlY体系中Cr-O-N层阻挡合金元素互扩散的行为以及阻 挡层对涂层氧化动力学曲线的影响.结果表明, Cr-O-N层在高温氧化过程中生成与涂层和基材有良好结合的富Al氧化物层, 可以阻挡DSMll基体与NiCoCrAlY涂层间的元素互扩散,起到活性阻挡层的作用;Cr-O-N层中O和N含量影响生成 富Al氧化物层的连续性和致密性,从而影响其阻挡元素互扩散的性能.几种成分的Cr-O-N活性扩散阻挡层对NiCoCrAlY 涂层900℃下的高温氧化性能都有一定的改善作用,改善程度与阻挡层阻挡合金元素互扩散的程度保持一致.

电弧离子镀制备Cr-O-N涂层及生长机理探讨

为了弄清O2和N2的流量变化和基体负偏压对涂层微观结构的影响,利用电弧离子镀技术制备了Cr-O-N涂层,对涂层样品进行了X射线衍射分析,扫描电镜和原子力显微镜观察,电子探针成分分析,结果表明Cr-O-N涂层含CrN和Cr2O3相,衍射峰的择优取向、涂层的表面粗糙度、相含量和化学成分与制备过程中的气体流量、基体负偏压等因素密切相关:随着氧流量的增加,涂层的表面粗糙度上升,涂层中氧元素含量和Cr2O3相含量增多;基体负偏压的升高有利于涂层沿CrN(220),Cr2O3(300)面择优生长和涂层的致密性提高.

Cr-O-N扩散阻挡层对NiCrAlY涂层结合性能的影响

采用电弧离子镀技术制备了不同成分的Cr-O-N薄膜作为NiCrAlY涂层与高温合金基材DSM11之间的扩散阻挡层.研究了不同O_2和N_2流量对Cr-O-N薄膜的相含量的影响及对NiCrAlY/Cr-O-N/DSM11体系薄膜结合强度的影响.实验结果表明,Cr-O-N是由Cr_2O_3和CrN组成的多晶膜,两相的相对含量随O_2和N_2流量改变而发生变化.扩散阻挡层抑制元素扩散的同时降低了NiCrAlY涂层与基体间的结合强度,且随着阻挡层中氧含量的增加结合强度逐渐下降.适当的氧含量可以使NiCrAlY/Cr-O-N/DSM11涂层体系具有良好的结合强度和抗元素扩散能力.

N_2∶O_2流量比对多弧离子镀Cr-O-N复合涂层结构及性能的影响

目前,关于N_2∶O_2流量比如何影响Cr-O-N涂层结构和性能的报道较少。采用多弧离子镀技术在硅片(100)和硬质合金基底上沉积了一系列不同N_2∶O_2流量比的Cr-O-N复合涂层;采用X射线衍射仪分析涂层晶体结构;采用共聚焦显微拉曼光谱仪分析薄膜氧化物相结构;采用扫描电镜观察涂层形貌,并通过能谱仪分析其成分;利用原子力显微镜观察涂层表面三维形貌;采用显微硬度仪测量涂层硬度;通过球-盘摩擦磨损仪测量涂层摩擦磨损性能,系统地研究了O_2流量占比对复合涂层结构和性能的影响。结果表明:Cr-O-N复合涂层由CrN和Cr_2O_3复合相组成;随着沉积过程中O_2流量占比的增加,涂层中N和Cr的含量呈下降趋势,而Cr_2O_3含量逐渐增加;随着O_2流量占比的增加,涂层表面形貌发生变化,涂层表面粗糙度在氧气占比为0.34时达到最大值85.86 nm,此时涂层具有最低的摩擦系数0.48;Cr-O-N涂层的硬度高于CrN和Cr_2O_3涂层,摩擦系数比CrN涂层高,但低于Cr_2O_3涂层。

电弧离子镀沉积Al(Cr)-O-N扩散阻挡层的研究

采用电弧离子镀方法在高温合金DSMll基材上沉积Al-O-N和Cr-O-N薄膜,研究了不同O_2,N_2流量对薄膜相结构的影响以及高温下DSMll/NiCoCrAlY,DSMll/Al-O-N/NiCoCrAlY和DSMll/Cr-O-N/NiCoCrAlY体系的元素互扩散行为。实验结果表明,Al(Cr)-O-N薄膜均为多晶膜,分别具有α-Al_2O_3+六方AlN和Cr_2O_3+CrN的相结构,随着N_2,O_2流量的改变,两相的相对含量发生变化,在1050℃下氧化100h后, Al-O-N层阻挡基体与涂层间元素互扩散的作用优于Cr-O-N层,扩散阻挡层对涂层的氧化动力学影响不大。

N80钢表面碳、氮、氧、铬共渗层的组织和耐腐蚀性能

采用低温气体多元共渗技术在N80钢表面制备了碳、氮、氧、铬共渗层,采用SEM、EDS等分析了渗层形貌、厚度及共渗元素的分布;采用XRD测定了共渗层的相组成;在饱和CO_2模拟油田介质中测试了共渗层的极化曲线与渗层的腐蚀速率。结果表明:渗层厚约70μm,由靠近基体含有大量Cr-O相约40μm厚的氧化物层、紧邻氧化物层含有ε、γ′相约15μm厚的氮化物层及最外层的铁氧化物层组成;碳、氮、氧、铬共渗层自腐蚀电位比基体正移320 mV,在饱和CO_2模拟油田介质中腐蚀速率仅为基体的1/3。

Cr金属预处理工艺对Ni-20Cr合金氮氧含量的影响

采用中频感应工艺熔炼Ni-20Cr合金,Cr金属在不同温度预烘烤处理后加料,研究了工艺参数对合金中N、O含量的影响,探讨了Cr金属在不同预烘烤温度下的吸N机理。结果表明,Cr金属在烘烤和冶炼过程中易吸N,在750℃以上长时间烘烤吸N加剧;在750℃以下烘烤,可有效降低Cr金属中的N含量,但在中频冶炼过程中加料工艺不当会造成合金中N含量增加;采用真空预处理中间合金脱N方法可有效降低其N含量。Cr金属在1 000℃以上发生剧烈氧化。

不同氧含量Cr-Al-Si-O-N涂层的结构和力学性能

采用电弧离子镀制备不同氧含量的Cr-Al-Si-O-N涂层,研究氧含量对纳米复合涂层的组织结构和力学性能的影响。结果表明:随着氧氮流量比从0增加到25%时,涂层中的氧含量从0增加到51.8%(摩尔分数),而氮含量从33.5%逐渐减少到9.8%;CrAlSiON涂层主要以面心立方结构的(Cr,Al)N固溶体形式存在,其择优取向为(111)和(200)。随着氧含量的增加,涂层的硬度呈先增加后减小的趋势;当氧氮流量比为10%时,硬度达到最大值3349HK。由于氧化物的存在,含氧涂层在高温高速的摩擦中表现出优异的性能,具有较低的摩擦因数。

Q345E低合金高强度结构钢的研制

采用包钢宽厚板生产线先进的炼钢、连铸、双机架轧制及冷却工艺,分别采用两种成分设计方案生产的风电板Q345E,试验结果表明,钢板组织均匀、性能优良,满足国家标准要求,通过对两种成分设计方案关键工艺、性能结果及工艺成本进行对比,为风电板Q345E工艺制定提供理论依据。

等离子体增强磁控溅射制备Ti(Cr)SiC(O)N涂层的结构和力学性能研究（英文）

采用等离子体增强磁控溅射(PEMS)方法分别在硬质合金和硅片上制备了TiSiCN,TiSiCON,TiCrSiCN,TiCrSiCON,CrSiCN和CrSiCON涂层。采用XRD、SEM、EDS、显微硬度计及销盘式摩擦磨损试验机对含氧涂层和不含氧涂层的微观结构、成分和力学性能进行了研究。结果表明,TiSiCON,TiCrSiCON和CrSiCON含氧涂层为TiN型(或CrN型)面心立方(fcc)结构,但是TiSiCON,TiCrSiCON和CrSiCON涂层中氧的存在会导致产生疏松结构,与不含氧涂层TiSiCN,TiCrSiCN和CrSiCN相比具有更多的缺陷;氧的加入会导致Ti(Cr)SiCN涂层硬度和弹性的下降;TiCrSiCON和CrSiCON2种含氧涂层相对于不含氧涂层TiCrSiCN和CrSiCN具有更低的摩擦系数和磨损率;然而,TiSiCON相对于TiSiCN却表现出更高的摩擦系数和磨损率。