几种等离子喷涂超合金系涂层在燃气轮机实况和实验室中经受协同高温损伤后的失效分析

为了给在严酷的高温条件下应用的先进的等离子喷涂涂层体系建立起比较合理的性能测评方法,对两种耐热涂层(TBC)体系进行了失效分析,一种是传统的YSZ系统,另一种是开发的CaO-SiO_2-ZrO_2(C_2S-CZ)系统。实验室的试验包括高温氧化试验、热腐蚀试验以及腐蚀应力(蠕变)断裂试验。描述了YSZ和C_2S-CZ涂层系统的剥蚀行为的特征,前一系统对陶瓷表面涂层的剥裂更敏感,这是因为沿着表面涂层与金属的MCrAlY衬底层间界面的优先氧化和(或)腐蚀而造成的;后一系统的表面涂层则更易与熔盐反应而导致成分和结构随着新相层的生成而变化。 根据实验室试验与燃气轮机实际工况下的实验,建立了失效分析模型,讨论了影响TBC系统剥蚀的各种因素中比较重要的一些因素,特别强调了同时考虑应力腐蚀影响的重要性。

燃气轮机用涂层的抗高温磨蚀性能

在细散粒子流中运行的航空燃气涡轮、蒸汽透平和燃煤透平易受磨蚀而性能下降。本文叙述用于求出粒子回弹系数的试验方法和高温下承受燃气粒子流磨蚀的超级合金、敷铝涂层（RT22、RT22B、RT44和RT44B）的磨蚀行为特性。用一种专门设计的磨蚀风洞，实验研究了该磨蚀行为特性，其结果揭示了速度、温度和碰撞角度对磨蚀速率的影响．还研究了碰撞粒子的质量对重量损失和磨蚀速率的累积效应。用试验过程中收集到的数据，导出了预测INCOIN－738和FSX－414超级合金磨蚀速率的经验模型。根据粒子质量对重量损失和磨蚀速率的影响的试验结果，估算了不同粒子浓度下的涂层寿命。

大型发电机转子轴颈磨损后的脉冲闪焊修复

针对某电厂大型发电机转子密封轴颈的磨损,简介了脉冲闪焊修复原理、设备及工艺特点.用试验后选定的补材及工艺参数,对几个电厂的10多台发电机转子进行了磨损后的修复,效果良好,取得了显著的社会和经济效益.

等离子喷涂技术在罗茨风机上的应用

罗茨风机被腐蚀后其效率降低，从等离子喷涂原理和风机工况入手，详述了用对比方法优选最佳耐蚀涂层材料和喷涂工艺试验，工装准备及喷涂过程。修复后使用结果表明：罗茨风机的性能能满足生产的需要。

羟基磷灰石涂层激光热处理时的相变

等离子喷涂到钛合金基质上。用一种可以获得两种不同羟基磷灰石含量(25％和30％)的方法喷涂厚度约150mm的试样,接着用CO_2激光器对涂层进行激光热处理。处理采用不同的激光功率和扫描速度,并用高温计监测试样表面的温度和热场动力学。X射线衍射分析(XRD)可以检测HAP的结晶状态、非晶磷酸钙的含量以及其它外来相的含量。通常用光镜检测激光热处理改性区的显微组织和深度。

罗茨风机的等离子喷涂修复工艺

罗茨风机被腐蚀后其生产效率降低。本文介绍用等离子喷涂技术(涂层材料选择、工艺试验、工装准备及喷涂工艺等)修复该风机的情况和效果。修复后使用表明,完全达到新产品的出力范围。

抗燃油箱耐蚀涂层的制备

将喷有各种涂层的试样和对比试样,在高于工况实际温度下的热抗燃油中加速腐蚀试验,其腐蚀率远低于lμm/a,结合强度在涂层厚达0.10 mm～0.15 mm时高达42.9 MP_a,分析结果认为:喷铝涂层具有良好的耐油蚀性能,可以替代整体不锈钢油箱等部件,降低了成本。

采用高速氧燃料气(HVOF)喷涂薄Cr涂层的广阔应用领域

在工程技术领域中,对构件的要求越来越复杂,从而开发出越来越多的特制复合材料,满足耐腐蚀耐磨损的要求。许多零件通常都用薄的Cr涂层作为防腐耐磨表面,这些涂层一般用电镀法,这种工艺有许多缺点,目前主要问题是溶剂和反应物的毒性导致环境污染。另一个必须考虑的问题是电镀引起的使用寿命缩短和脆性增大。最后,涂层的厚度与所镀零件的几何形状有很大关系,为此,必须进行各种研磨和抛光。材料科学研究所(MSI)开发了采用HVOF喷涂法制取薄Cr层的方法。可以预期HVOF喷涂的约100μm厚的Cr涂层有许多应用上的优点。涂层厚度可在50～150μm之间变化。改变主要的喷涂参数,可以得到孔隙率非常低的涂层。所用粉末的颗粒尺寸分布对工艺,特别是喷涂过程的喷涂时间有很大影响。尽管在喷涂中产生不同的氧化物相,但这些涂层的耐蚀性并不比电镀的差很多。电镀层的耐磨性略好些,因为磨损试验机的对磨体是纯Cr制的,这样,摩擦副在接触区内就简化为Cr-Cr对磨。

等离子喷涂层的物理化学特性

用钨铬钴硬质合金(司太立合金)加氮化钛进行复合等离子喷涂,本文介绍这种涂层的成份、结构和某些性能的研究结果。结果表明,在煤气-空气等离子体中形成的涂层,特点是有较好的耐磨性和抗剥落性。工业化试验结果更支持了这种涂层在同时承受冲击、粘着磨损和高温影响的机械部件上的广泛应用。

界面温度对等离子喷涂金属-陶瓷涂层附着性能的影响

金属-陶瓷涂层主要作为热障涂层(TBC)工艺广泛应用于工业化用途,等离子喷涂是制造TBC最常用的工艺。常规的热障涂层包括一层金属粘合底层和一层隔热陶瓷面层。分层涂层或者功能递变型涂层也已经用来解决等离子喷涂的常规TBC早期脱落的问题。等离子喷涂时的温度及其梯度,特别是刚与基体表面碰撞时的粉粒的温度对涂层质量具有重要的影响。当喷涂象金属与陶瓷那样的不同材料时,该因素的影响显著增强。在本研究中,是将金属-陶瓷涂层涂覆到金属基体上。用光学高温计测量界面温度,用热电偶测量基体温度。涂层的结合情况用标准的ASTM试验测定,并与测量的温度有关。结果表明,在一般情况下,具有较低附着值的涂层是那些具有较低界面温度的涂层。

空气等离子体喷涂NiCr涂层的真空热处理和低压渗碳

复合处理工艺是在对等离子喷涂层上再进行诸如退火、渗碳或渗氮之类的处理,为了改善这种涂层的特殊物理性能。对预先在16MnCr5钢上空气等离子喷涂(APS)NiCr的涂层进行了真空热处理或低压渗碳处理试验,结果,涂层的致密性和与基体间的附着力显著提高。涂层的硬度也略有提高。用X射线法着重分析了化学元素的扩散,表明在界面区域形成了物理化学结合。

1700轧机输送辊的喷焊工艺

通过对 170 0轧机输送辊的喷焊工艺研究 ,解决了输送辊成功喷焊所需的工艺装备 ,获得了有关大面积厚涂层重熔的工艺参数 。