扩散阻挡层对NiCrAlYSi涂层不同条件下热腐蚀行为的影响

利用电弧离子镀技术在DSM11合金基体上制备含或不含扩散阻挡层(diffusion barrier,DB)的Ni Cr Al YSi涂层,对比研究2种涂层在900℃恒温热腐蚀行为和从900℃到室温的循环热腐蚀行为(表面混合盐质量分数为75%Na2SO4+25%K2SO4)。研究结果表明:在恒温热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成了α-Al2O3和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层出现了较多的Kirkendall孔洞,基体与涂层元素的互扩散明显。Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层可有效地抑止基体与涂层的元素互扩散,防护效果比单一Ni Cr Al YSi涂层的效果好。在循环热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成α-Al2O3、尖晶石、Ti O2和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层内氧化和内硫化现象严重,Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层界面易开裂,影响扩散阻挡层的效力,导致涂层体系比单一Ni Cr Al YSi涂层更快失效。     

MA956 ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化性能的改善

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9TI不锈钢表面上沉积了厚度约为50um的MA956 ODS合金纳米微晶涂层,涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,在1000度静态空气中对1Cr18Ni9Ti试样与表面施加涂层试样进行了总计100h的恒温氧化实验,用AFM,SEM,EDX和XRD分别对涂层和氧化后试样的形貌,成分和组成进行了观察和分析,结果显示,1Cr18Ni9Ti表面沉积MA956ODS合金纳米微晶涂层促进了Cr的选择氧化,提高了1Cr19Ni9Ti表面氧化膜的粘附性,了1Cr18Ni9Ti抗高温氧化性能。     

CrN/Cr涂层对Ti22Al26Nb合金的高温防护研究

采用电弧离子镀技术在O相Ti22Al26Nb合金表面镀覆CrN以及CrN/Cr涂层并研究了其在800和900℃空气中的等温氧化行为,结果显示O相钛合金表面施加单一的CrN涂层后,涂层表面在氧化时形成了保护性的氧化膜Cr2O3层,因此合金受到了良好的高温防护,但是涂层和基体合金之间发生了明显的互扩散;在CrN涂层和钛合金基体之间施加纯Cr扩散障层后形成的CrN/Cr涂层,其表面除了象单一CrN涂层那样氧化后形成了一层连续、致密、结合良好的保护性氧化膜Cr2O3层外,还能有效的抑制涂层与基体合金之间的互扩散,此外扩散障Cr层的存在使得靠近其基体的晶粒也出现了长大现象。     

1123 K燃气环境中钛铝合金的氧化特征研究

研究了金属间化合物-γTiAl基合金:Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中的高温氧化特征.检测了该合金在上述氧化条件下循环氧化总计1 080 ks(300 h,15次循环)的氧化增重情况,并对其氧化层的组成和结构用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了分析和观测.研究发现:Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中具有优异的抗氧化能力,经历1 080 ks循环氧化后试样的氧化增重小于0.01 kg.m-2,而且其氧化动力学曲线近似符合抛物线氧化增重规律.对其氧化层结构的分析和检测表明:氧化层完整致密,无剥落现象发生.研究认为,Ti-48Al-2Cr-2Nb在1 123 K燃气环境中所表现的较强抗氧化能力主要是合金元素Cr和Nb的添加以及外在氧化条件的影响.其中大量合金元素的存在有效地促进了保护性Al2O3氧化层的形成,有利于氧影响层的稳定存在,并阻止了该合金内氧化的发生.     

钽涂层对Ti-6Al-4V合金抗腐蚀性能的影响

摘要：目的 在模拟体液环境中,研究钽（Ta）涂层对Ti-6Al-4V合金抗腐蚀性能的影响。方法 对Ti-6Al-4V合金试样采用等离子喷涂技术在其表面形成一层500μm厚的钽涂层。通过模拟体液环境下电化学测量法对比涂层前后的试样抗腐蚀性能的强弱。结果 塔菲尔极化曲线图形显示,Ti-6Al-4V合金经钽涂层处理后表现出阳极和阴极极化曲线低平,自腐蚀电位向正方向移动,钝化区间变长,而维钝电流降低。结论 Ti-6Al-4V合金表面涂覆钽涂层的表面改性处理能有效提高基体金属的抗腐蚀性能,为解决人工关节无菌性松动及Ti-6Al-4V合金关节假体的优化提供了发展方向。     

真空烧结Cr/WC-Ni基合金涂层的组织结构及力学性能研究

以Cr12MoV模具钢为基体材料,将调配好的WC-Ni60、Cr/WC-Ni60基复合原料均匀涂敷于处理好的基体样品上,经真空烧结制备出复合硬质合金涂层.实验结果表明,涂层结构均匀、致密,Cr/WC-Ni60基涂层的表面硬度高于WC-Ni60基复合涂层.     

陶瓷涂层/GH202合金界面显微组织的演化

航天发动机工作时,要求燃气通道内表面具有优越的抗高温、抗氧化性能和良好的机械性能.作者在GH202合金制备的火箭发动机关键零件表面加涂高温无机涂层,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及硬度测试,观察和分析了涂层/GH202合金界面显微组织的演化.研究结果表明GH202合金表面高温无机涂层经历了1000℃25℃的50次热循环后,涂层无崩裂、脱落现象,涂层与基体结合牢固,性能良好.在1000℃时的扩散退火过程中,合金中的Cr元素向涂层/基体合金界面扩散,在涂层一侧形成富Cr元素的化合物层,在基体一侧形成富Ti,Al元素的晶间氧化物层;涂层中主要元素Si向金属基体中扩散.为提高涂层与基体合金的结合强度以及涂层的热腐蚀性能提供了依据.     

生物医学钛合金微弧氧化涂层的表面特征

通过在含有钙盐、磷盐的的电解液中对Ti-6Al-4V合金进行微弧氧化处理,在钛合金表面制备了含钙、磷元素的陶瓷层.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪分析了涂层的形貌、相及元素组成.结果表明,Ti-6Al-4V合金表面的微弧氧化涂层是一种含钙磷元素、多孔、与基体结合牢固、具有陶瓷特性的混合物,其主要组成相为二氧化钛.经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的试样涂层中含有α-Ca(PO3)2、CaTiO3相.从物相的组成考虑,经过六偏磷酸钠-乙酸钙工艺处理后的涂层的生物活性更好.     

自润滑TANC/CFBF材料微观结构及摩擦磨损性能

采用真空热压成型工艺制备48Ti-48Al-2Nb-2Cr/x(38?F2-62?F2)(TANC/CFBF)自润滑材料,通过高温磨损试验分析其减摩机理和固体润滑剂成膜机理.固体润滑剂在高温下膨胀,渗出基体表面,在摩擦力作用下逐渐铺展,形成固体润滑薄膜,起到抗摩擦磨损的作用.     

固态NaCl诱导的TiAlN多层涂层热腐蚀行为研究

采用高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)技术耦合多弧离子镀技术,在钛合金和304不锈钢基体表面沉积高致密TiAlN/Me多层纳米复合膜层,通过SEM、XRD、XPS等方法对涂层的宏微观结构进行表征,在500 ℃高温的固态盐膜环境下,研究不同金属子层种类对涂层高温热腐蚀能力的影响规律．结果表明:TiAlN/Ti多层涂层孔隙率低至0.049 %,以点蚀为主要腐蚀形式的涂层热腐蚀面积占比为2.948%,分别达到304不锈钢和Ti-6Al-4V钛合金基体耐腐蚀能力的24.046和23.041倍．TiAlN/TiAl涂层由于涂层表面缺陷和层间缺陷分布广泛,涂层腐蚀面积占比达到67.090 %．TiAlN/Ti比TiAlN/TiAl多层纳米复合膜层有更优的高温热腐蚀性能．      

Experimental Study on the Milling of a Ti Beta 21S

Ti Beta 21S (Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si) was devel op ed by TIMET in 1989. It is a metastable beta titanium alloy that offers subs tantial weight reductions over other engineering materials. Compared with common beta Ti alloys, it offers the high specific strength, good cold formability, im proved oxidation resistance, elevated temperature strength, creep resistance, an d thermal stability. Besides the common characters of titanium alloy, such as po or heat diffusivity, low elastic modulus, Ti Beta 21S has ...     

SiO2-B2O3-ZrO2陶瓷涂层的制备及性能

采用料浆法以水玻璃为粘结剂在不锈钢基体表面制备了主要组成为SiO₂-B₂O₃-ZrO₂的陶瓷涂层。利用XRD、TG-DTA、SEM分析了陶瓷涂层的相组成及显微组织，并测试了涂层的抗热震性能和显微硬度。结果表明，当陶瓷骨料(g)与水玻璃(mL)的比例为1∶20时,在850℃下保温30min可得到结构致密的陶瓷涂层；在800℃下涂层经热震31次无裂纹，无脱落，表面显微硬度达到456.8MPa；所制备的陶瓷涂层与不锈钢基体之间不仅有机械物理的嵌合，还存在元素扩散，涂层与基体密着性好，结合紧密。     

High-temperature oxidation resistance of ceramic coatings on titanium alloy by micro-arc oxidation in aluminate solution

Ceramic coatings with aluminum titanuate (Al₂TiO₅) were prepared on Ti–6Al–4V alloy using pulsed bi-polar Micro-arc Oxidation (MAO). The micromorphology and phase composition of the micro-arc-oxidition ceramic coatings on the titanium alloy were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM) respectively. The results revealed that the distinct discharge channels and pores on the surface of the micro-arc-oxidition coatings appeared, and these channels were connected in the molten state. The electrolyte concentration was inversely proportional to the coating hardness; additionally, the coating prepared with sodium aluminate and sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L, respectively, was the most refined after high-temperature sintering, and it was demonstrated to better prevent oxidation. Increasing the electrolyte concentration coincided with fluctuating coating thermal shock resistance. The thermal shock resistance of the coating respectively prepared with sodium aluminate, and the sodium hypophosphite concentrations of 4 ?g/L and 0.5 ?g/L was the highest. Additionally, the high-concentration coatings performed significantly better than the low-concentration coatings. The oxidation resistance of the coating samples was also significantly higher than that of the TC4 titanium alloy substrate. The adhesion strength between the coatings and the substrate with and without the sealing treatment was measured by tensile tests. Then, the high-temperature oxidation performance of the coating samples with and without the sealing treatment was investigated by conducting a high-temperature oxidation experiment at a calcinating temperature of 500 ?°C. The results indicate that the adhesion strength between the coatings and substrate was high for the as-prepared and sealed micro-arc oxidation samples regardless of whether they were calcined. The high-temperature oxidation mass increase curves for the sealed and unsealed coating samples calcined at 500 ?°C for 500 ?h revealed that the high-temperature-oxidation-induced mass increase of the coating samples sealed with a sodium silicate solution was much lower than that of the titanium alloy substrate. Thus, the sealing treatment significantly improved the high-temperature oxidation resistance of the TC4 titanium alloy. Lastly, the high-temperature oxidation behavior at 500 ?°C was analyzed and discussed.     

Ti-6Al-4V合金镀渗Ni-P合金后的组织结构与耐磨性

本文对Ti-6Al-4V合全化学镀Ni-P合金后,在氩气中经1123K扩散0.5—7h试样的相组成、组织、硬度及耐磨性进行了研究。结果指出:渗层组织共分五层,其中最外层是由Ni_5P_2、Ni_3P和Ti_(1.7)P三种磷化物组成的混合物分布在Ni_3Ti基体上的复相组织,硬度高达HK900。 磨损试验在Skoda-Savin磨损试验机上进行。研究结果表明,Ti-6Al-4V经镀渗Ni-P后,从根本上消除了钛及钛合金在磨损过程中的粘着现象,从而极大地提高了耐磨性。     

HA/Ti梯度薄膜材料的体外细胞相容性研究

用射频磁控溅射与水蒸气处理相结合的方法，在医用Ti-6A1-4V合金表面制备HA／Ti梯度薄膜．通过材料与成骨细胞体外共培养，研究实验材料的细胞相容性．结果表明：随着细胞培养时间的延长，两组试样表面细胞均呈典型的S型生长，增殖显著，形态正常．相比之下，HA／Ti梯度薄膜周边和表面的细胞数量更多，贴附更加紧密，显示了良好的细胞亲和力。     

激光熔覆原位自生Ti(C;N)陶瓷涂层的热力学理论及工艺

利用500 W脉冲YAG激光作为辐射源,纯氮气作为氮化元素,粒度为20μm的钛粉和石墨粉为预涂粉末,采用激光熔覆原位自生的方法,在Ti-6Al-4V表面制备出优良的Ti(C,N)陶瓷涂层.通过热力学分析,并结合XRD分析方法,研究了原位自生Ti(C,N)的反应机理以及工艺参数(包括脉冲频率、脉冲宽度、扫描速度等)对原位自生Ti(C,N)陶瓷涂层的影响.热力学分析结果表明,在激光辐射条件下,可原位生成以Ti(C,N)为主的陶瓷涂层.XRD分析表明,合适的工艺组合为:氮气压强为0.4 MPa,离焦量为15 mm,扫描速度在2.0～4.0 mm/s之间,脉冲频率为15 Hz,脉宽在3.0 ms左右....     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

钛合金激光熔丝增材制造的温度场与应力场模拟

激光熔丝增材成形过程中复杂热循环和残余应力分布会使沉积层产生较大的变形甚至开裂.利用ABAQUS软件建立其完全热力耦合有限元模型,采用移动热源子程序模拟激光加载,生死单元技术模拟材料的添加.综合考虑了材料的熔化潜热、对流/辐射换热边界条件、随温度变化的材料非线性等问题,研究Ti-6Al-4V 钛合金单道多层薄壁件沉积过程中的热循环特性和残余应力分布.结果表明:沉积成形经历了快速加热、快速冷却的过程,随着层数的增加,热累积效应增强;沉积层整体呈拉应力状态,易产生裂纹等缺陷.