MCrAlX包覆涂层对Ni_3Al基合金IC6力学性能的影响

采用真空电弧镀的方法在Ni3Al基合金IC6上涂覆了NiCrAlY ,NiCoCrAlY和NiCoCrAl YHf三种MCrAlX包覆涂层 ,测试了室温拉伸和 110 0℃ 90MPa高温持久性能。结果表明 ,这三种涂层对室温拉伸性能均无明显影响 ,NiCoCrAlY和NiCoCrAlYHf涂层对高温持久性能也无太大影响 ,但NiCrAlY涂层却使IC6基体合金的持久寿命大幅度降低。利用扫描电镜和电子探针分析了NiCrAlY涂层在涂覆态和应力持久拉伸断裂状态的显微组织和成分变化 ,在应力持久拉伸断裂试样中发现了规则块状的AlN 。

软/硬质摩擦偶件材料对Ni_(3)Al基涂层宽温域内摩擦学行为的影响

目的合理选用摩擦偶件材料,以减缓Ni_3Al基涂层宽温域内的摩擦磨损。方法分别以WC-Co和316L为摩擦偶件,研究25~800℃内其对Ni_3Al基涂层润滑和磨损机理的影响。采用高温硬度仪测试摩擦偶件在不同温度时的硬度,采用附带能谱仪的扫描电子显微镜观察磨损表面、磨斑和磨屑的形貌并测试成分,采用拉曼散射仪测试磨损表面和磨斑的成分。结果在25~800℃,随温度的升高,两种摩擦副的摩擦系数具有一致的变化规律。与WC-Co对摩时,涂层在各温度下均具有低磨损率,且随温度升高,磨损率呈下降趋势。在25~200℃,与316L对摩时,涂层主要表现为粘着磨损和磨粒磨损,而与WC-Co对摩时,涂层在高接触应力下发生塑性变形,抑制Ag润滑相析出和涂层剥落,使其较前者具有高摩擦系数和低磨损率。在400℃,与WC-Co对摩时,高接触应力下产生的摩擦热促使涂层发生轻微的氧化,形成NiO和NiCr_2O_4,使其减摩性能优于Ni_3Al/316L摩擦副。在600~800℃,与316L对摩时,涂层由严重的粘着磨损转变为氧化磨损;而与WC-Co对摩时,涂层由氧化磨损和剥层磨损转变为氧化磨损。此外,800℃时,Ni_3Al/316L摩擦副的摩擦磨损发生在光滑润滑膜与粗糙转移膜之间,而Ni_3Al/WC-Co摩擦副发生在光滑的润滑膜与转移膜之间。结论在25~800℃,涂层与316L和WC-Co对摩时均具有良好的减摩性能,且与WC-Co对摩时具有更优的耐磨性能。

真空热压法原位合成铁基表面Ni_3Al涂层的研究

采用3Ni-Al体系通过真空热压法制备出铁基表面Ni_3Al金属间化合物涂层,研究了3Ni-Al体系的反应过程、涂层的微观结构和相组成、界面形貌及涂层性能。研究结果表明:3Ni-Al体系在真空热压过程中能完全反应,在Fe基体表面原位形成Ni_3Al金属间化合物涂层。涂层组织纯净、致密,与Fe基体之间形成良好的冶金结合。Ni_3Al涂层的硬度显著高于Fe基体的硬度,约为400 HV左右。

热喷涂合成Fe_3Al基涂层的高温摩擦学特性

采用自制的新型热喷涂粉芯丝材和高速电弧喷涂技术成功制备出Fe3Al金属化合物基合金涂层,对涂层的组织、成分和相结构进行了初步分析,并测试了涂层在室温至650℃的摩擦学特性。结果表明:Fe3Al涂层的基体相由含29%Al(摩尔分数)的Fe3Al和FeAl二相混合物组成,Fe3Al/WC涂层基体为Fe 26%Al(摩尔分数)合金;添加少量WC硬质相的Fe3Al/WC涂层具有良好的高温减摩特性和耐磨性,450℃和650℃其相对耐磨性分别比20g钢高1.92倍和9.23倍;WC/W2C硬质相对Fe3Al基体的强化作用,以及涂层表面形成具有自保护作用的高硬度致密氧化膜是Fe3Al/WC涂层高温耐磨性提高的主要原因。

纯铜表面反应热喷涂法制备Al2O3基复合陶瓷涂层

采用热喷涂技术,以Al-CuO为主反应体系,在纯铜表面制备Al2O3基复合陶瓷涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了复合陶瓷涂层的组成及组织形貌。结果表明,在涂层间及涂层内部有NiCu及AlxCuy化合物生成,其有助于增强涂层的结合性能,实现了复合陶瓷涂层与过渡层为机械、微区冶金和化学结合并存的结合方式。当喷距为150mm时,陶瓷涂层表面粒子融化率较高,粒子成扁平片状,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好液相环境的作用。

激光铝热还原法制备Al_2O_3/Ti-Al基复合涂层

利用Al和TiO2之间的放热化学反应,采用激光原位合成技术在TC4钛合金基体材料表面制备了Al2O3/Ti-Al金属间化合物基复合涂层。对比分析了激光功率、激光束扫描速度和光斑尺寸变化对激光能量密度变化量的影响程度,借助X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计分别考察了激光束扫描速度对复合涂层表面宏观形貌、截面显微组织结构和显微硬度的影响。结果显示,扫描速度的变化对激光能量密度变化量的影响程度最大,光斑尺寸次之,激光功率的变化影响最弱。随着激光束扫描速度的增大,复合涂层表面渐趋粗糙,"鱼鳞纹"状形貌特征趋于明显,复合涂层与基材结合区厚度减小。激光原位复合涂层主要由k-Al2O3和α-Al2O3增强相与α-Ti和α2-Ti3Al基体相组成。随着激光束扫描速度增大,复合涂层内k-Al2O3部分转变为α-Al2O3,Al2O3增强相有由枝晶状向纤维状转变的趋势;复合涂层截面显微硬度自基体至涂层表面过度平缓,且涂层区显微硬度分布均匀,明显高于基材平均显微硬度。

镍基高温合金表面激光熔覆制备Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层

利用不同工艺辅助激光熔覆技术制备了Al2O3-TiO2陶瓷涂层,以判断激光熔覆制备陶瓷涂层的可行性.结果表明:利用激光熔覆技术直接制备陶瓷层存在一定难度,陶瓷层裂纹较大,存在剥落现象;采用基底预热辅助激光熔覆法制备的陶瓷层整体脱落,可行性较差;结合冷等静压与高频表面预热技术进行激光熔覆陶瓷层试验,制备的陶瓷层表面光滑平整、无明显微裂纹.采用扫描电子显微镜对熔覆涂层的形貌进行分析.利用高频辅助激光熔覆技术制备的陶瓷涂层表面结构致密,陶瓷层与黏结层之间结合紧密,没有明显的微裂纹和孔隙.根据上述试验方案,分析发现提高粉末密度及降低熔覆过程中的温度梯度可以明显提高陶瓷层的成型性.

Al_2O_3纳米粒子增强锌铝基耐蚀涂层的制备及性能研究

为解决锌铝基耐蚀涂层在高速、强摩擦等特殊服役条件下的使用问题,将A l2O3纳米粒子添加到锌铝基耐蚀涂层中进行改性,以提高涂层的硬度和耐蚀性。研究了A l2O3纳米粒子及其添加量对涂层硬度、摩擦系数、附着强度、耐冲击性能和耐腐蚀性能的影响,并对涂层的微观组织和成分进行了分析。结果表明,添加A l2O3纳米粒子可显著提高锌铝基耐蚀涂层的硬度和耐蚀性能,降低摩擦系数,且对涂层的附着强度和耐冲击性能无负面影响。A l2O3纳米粒子在涂层中的均匀分散是获得涂层优异综合性能的必要条件。

Al对反应火焰喷涂Al_2O_3基复相涂层性能的影响

以Al-CuO为主反应体系,利用反应火焰喷涂技术制备了Al_2O_3基复相涂层。测试了不同Al含量团聚粉喷涂所得涂层与基体的结合强度、显微硬度、孔隙率及耐磨损性能,分析了Al含量对反应火焰喷涂Al_2O_3基复相涂层性能的影响规律。研究发现,当团聚粉中Al过量6%(质量分数)时,涂层与基体结合强度为24.6 MPa,显微硬度5149 MPa孔隙率为10.5%,磨损量14.9 mg/h,均较Al不过量时明显提高,具有良好的综合性能。

热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层及耐磨性能研究

采用热化学反应法在Q235钢表面制备Al2O3基陶瓷涂层,对涂层的形貌、涂层与基体的结合力、涂层的耐磨性进行了研究。结果表明,陶瓷涂层在600℃固化时有新相产生,增强了涂层与基体的结合强度;陶瓷涂层比较均匀且致密,涂层与基体之间已无明显界限;Al2O3基陶瓷涂层提高了Q235钢的耐磨性。

Al_2O_3对高速火焰喷涂镍基涂层抗热疲劳性能的影响

为了提高连铸结晶器的使用寿命和生产效率,利用高速火焰喷涂(HVAF)技术在铜基体上制备了镍基涂层,探讨了喷涂粉末中不同比例的Al2O3对镍基涂层抗热疲劳性能的影响及其机理。结果表明:添加50%Al2O3的镍基涂层,抗热疲劳性能得到了明显的提高;Al2O3颗粒的添加,有效地增加了涂层的压应力,提高了涂层与铜基体之间的结合强度,从而显著地提高了涂层的抗热疲劳性能。

纳米Al_2O_3填充端异氰酸酯基聚丁二烯橡胶-环氧树脂复合涂层的干滑动摩擦磨损性能研究

采用丁二烯合成出端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶,采用端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶与环氧树脂E51反应制备端异氰酸酯基液体聚丁二烯橡胶-环氧树脂聚合物(ETPB),同时在其中进一步填充5%和10%(质量分数)纳米A l2O3,在45#钢底材上制备出环氧树脂、改性环氧树脂及填充5%和10%纳米A l2O3的聚合物复合涂层,在MRH-3型高速环-块摩擦磨损试验机上评价了4种涂层在干滑动条件下的摩擦磨损性能.结果表明:通过端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶改性环氧树脂可以提高环氧树脂涂层的力学性能及其抗磨性;填充5%和10%纳米A l2O3可以有效提高ETPB涂层的抗磨损性能;随着载荷和滑动速度的增加,ETPB涂层的磨损率明显增大;纳米A l2O3填充ETPB涂层的磨损率随载荷和滑动速度增加基本不变;4种涂层的摩擦系数随载荷和滑动速度的变化不大;E51环氧树脂基聚合物复合涂层的磨损机理为脆性断裂和剥层磨损.

镁合金热化学反应热喷涂Al_2O_3基复相陶瓷涂层的性能

为了提高镁合金的耐磨、耐蚀等性能,以Al2O3+TiO2为陶瓷骨料,加入Al+B2O3+TiO2放热反应体系,采用氧乙炔火焰喷涂技术在AZ31B镁合金表面制备Al2O3基复相陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的形貌、致密性、相结构、热震性能、耐磨性和耐蚀性,并与普通热喷涂陶瓷涂层进行了比较。结果表明:热化学反应热喷涂层表面陶瓷粒子的熔化率较高,呈熔岩状;热化学反应热喷涂过程中发生热化学反应,涂层中有TiB2等新相生成;热化学反应热喷涂层的抗热震性、致密性、耐磨性、耐蚀性均优于普通热喷涂层,清漆封孔可使热化学反应热喷涂层的致密性大幅提高,几乎不发生腐蚀。

Al2O3基热化学反应法陶瓷涂层制备及耐蚀性能

采用热化学反应法在Q235钢表面制备具有保护性的Al2O3基陶瓷涂层。X射线衍射分析结果表明:陶瓷涂层在600℃有新相产生,增强了涂层与基体的结合力。扫描电镜结果表明:陶瓷涂层比较均匀致密,涂层与基体之间已无明显界限,涂层与基体结合良好。浸泡腐蚀试验结果表明,陶瓷涂层显著的提高了基体在各种腐蚀介质中的抗腐蚀能力。

两种取向Ni_(3)Al基单晶高温合金的组织和拉伸性能

为了研究晶体取向对Ni_(3)Al基单晶高温合金组织和力学性能的影响,采用扫描电镜和拉伸试验机研究了[001]和[111]两种取向合金的显微组织和拉伸性能.结果表明:经过热处理后,在单晶棒横截面内[001]取向合金γ′相为立方形,[111]取向合金γ′相为三角形或六角形;[001]和[111]取向合金存在屈服强度随温度升高而升高的反常屈服现象;[001]与[111]取向合金均呈现明显加工硬化现象,两种取向合金的屈服强度峰值范围分别为600~800℃与400~600℃;两种取向合金均表现为韧性断裂.

热喷焊Ni基Al_2O_3复合涂层在农业机械中的应用

农业机械中磨损件消耗量一直很大,造成了巨大的经济损失。因此,根据农业机械中农机具的实际工况,采用粉末火焰喷焊工艺,将Al2O3与Ni基自熔性合金粉混合后制备出金属-陶瓷系复合涂层,用MLS-23型湿砂橡胶轮式试验机对复合涂层进行了耐磨性试验,并比较和分析了不同Al2O3加入量的耐磨性。结果表明,在Al2O3的含量适当时,能大大地提高涂层的耐磨性,比单一涂层提高3倍以上,用此工艺处理常见耕作机械具(如犁铧、犁壁、耙片、旋耕刀片等)对提高其使用寿命具有重要的经济意义。

Fe基粉末与Fe基+AL_2O_3复合粉末热喷涂层性能的对比研究

本文章对Fe基粉末与Fe基 +AL2 O3复合粉末的热喷涂涂层性能进行对比研究 ,结果表明 :Fe基 +AL2 O3复合粉末的热喷涂涂层硬度、耐蚀性较高 ,但Fe基粉末喷涂层的厚度。

新型Ni_(3)Al基单晶高温合金的显微组织和拉伸性能

采用液态金属冷却(LMC)法制备了新型Ni_(3)Al基单晶高温合金并进行1 290℃×4 h固溶处理和1 000℃×4 h时效处理,研究了合金的显微组织与不同温度(23~900℃)下的拉伸性能。结果表明:经固溶与时效处理后,试验合金组织中的γ′相呈规则的立方体形状,平均尺寸约为0.55μm,体积分数约为72%;合金的抗拉强度与屈服强度随着温度升高先增大后减小,且均在800℃时达到峰值,分别为856,808 MPa;合金断后伸长率的变化规律与强度相反,在800℃达到最小值11%;在600℃及以下温度拉伸时合金的断裂模式为纯剪切型断裂,在760℃拉伸时为纯剪切断裂与微孔聚集型共存的混合型断裂,当拉伸温度在800~900℃范围内时为微孔聚集型断裂。

NiCrAlY涂层与Ni3Al基单晶高温合金IC21基体互扩散行为研究

采用低压等离子喷涂技术在Ni3Al基单晶高温合金IC21基体上沉积NiCrAlY涂层.将样品在1150℃的恒定温度下进行200h的静态氧化,利用SEM、EDS、XRD及TEM表征涂层和基体在高温下互扩散后的微观结构和相组成,得到涂层与基体高温下的互扩散规律.结果表明:NiCrAlY涂层/IC21单晶在1150℃下静态氧化5h时出现了互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ);随着氧化时间的延长,IDZ的厚度呈现逐渐增宽趋势,初始0~50h时IDZ厚度增率攀升较快,50~100h时增长有放缓趋势,100~200h时增速下降明显;NiCrAlY涂层/IC21单晶在1150℃下静态氧化后产生了两种不同取向的析出相,分别为针叶状和竹叶状,析出相成分均包含Re,Mo,Cr及Ni元素且成分相近,根据晶面间距计算得出该相为μ-TCP相,出现不同取向的原因为Re和Mo元素易在基体中形成局部过饱和,元素的差异使μ-TCP相优先沿着Re或者Mo含量较高的晶面生长,从而使μ相产生两种不同取向.

B元素对某Ni_(3)Al基高温合金的微观组织和力学性能的影响研究

由于Ni_(3)Al基高温合金具有抗蠕变强度大、耐腐蚀、抗氧化等优异的高温性能。作为多组元的金属间化合物,合金组分的变化会直接影响到Ni_(3)Al基高温合金的性能表现。为优化合金成分,获得最佳的合金性能,研究了晶界强化元素B含量变化对Ni_(3)Al基高温合金组织和性能的影响。结果表明,合理控制B元素含量,能够增加合金的持久时间和塑性。当B元素含量在0.012%~0.021%时,合金在1100℃的拉伸性能和1050℃/100 MPa及1100℃/60 MPa的持久性能达到最佳。