Fe-Al-Cr合金的晶粒控制对合金抗高温氧化性的影响

Fe-Al-Cr合金具有良好的高温抗氧化性,有广泛的应用前景,具有晶粒粗大的特点。通过在Fe-Al-Cr合金中添加镍、碳、铜等奥氏体化元素,使合金在冷却过程中生成FeCr相,以阻碍晶粒长大的方式使合金晶粒尺寸可以控制在100μm以内。探讨了Fe-Al-Cr合金氧化物薄膜形成的机制以及晶粒控制对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响。通过金相显微镜观察高温下经不同氧化时间氧化后的Fe-Al-Cr合金,发现Al_2O_3薄膜优先形成于晶界,晶界数量增多有利于Al_2O_3的形成和生长。通过扫描电镜观察和能谱分析,发现在Fe-Al-Cr合金中,(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3和Al_2O_3组成了多层氧化物。结合第一性原理计算,得出该多层氧化物是由于Cr的扩散而在合金表面形成的,有助于提高Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性。最后,证实晶粒直径较小的Fe-Al-Cr合金具有更好的抗高温氧化性。     

Ni-金刚石复合镀层的制备

通过复合电镀方法,在镀镍液中加入粒径为40 μm的金刚石粉体制备Ni-金刚石复合镀层.采用阴极动电位极化方法、扫描电镜和显微硬度计探讨镀液温度、pH、镍离子浓度、电流密度和金刚石粉体质量浓度对镀层质量的影响,优化Ni-金刚石复合镀的工艺参数;采用X线衍射分析仪表征优化后复合镀层的结构.研究结果表明:优化的镀液组成和工艺参数为:NiSO4·6H2O 132 g/L,NiCl2 15 g/L,H3BO3 30 g/L,镀液温度(50±1)℃,pH 3～4,阴极电流密度4 A/dm2,金刚石粉体质量浓度30 g/L;优化后的复合镀层表面平整,晶粒细小均匀,且金刚石粉体的质量分数为62.7％;与纯Ni镀层的晶粒相比,Ni-金刚石复合镀层的晶粒明显细化.     

碳纳米管/铅锡新型复合减摩镀层的抗咬合行为

采用复合电沉积技术制备碳纳米管/铅锡合金新型减摩镀层。在干摩擦条件下,采用摩擦磨损试验法,研究镀液中的碳纳米管的质量浓度对复合镀层抗咬合性能的影响和复合镀层摩擦因数的变化,并用扫描电子显微镜观察普通铅锡镀层和复合镀层的咬合后的形貌。实验结果表明:当试验机的转速为500r/min时,在相同的法向载荷下,复合镀层的抗咬合时间比普通铅锡镀层的抗咬合时间明显延长;当镀液中的碳纳米管质量浓度为2g/L时,抗咬合性能显著提高,优于其他复合镀层;当法向载荷为100N时,复合镀层的摩擦因数逐步上升到1.4以上,而普通铅锡合金镀层的摩擦因数在1.4~1.6之间平稳变化;碳纳米管可以显著改善铅锡复合镀层的抗咬合性能。     

NiCo/纳米SiO2复合镀层的耐腐蚀及其摩擦学性能研究

采用电沉积法在铜基底上沉积了NiCo/纳米SiO2复合镀层和NiCo合金镀层,用扫描电子显微镜、CHI660A电化学工作站及UMT-2M摩擦磨损测试机考查了镀层的表面形貌、磨损形貌、耐腐蚀性能及摩擦学性能.结果表明,纳米SiO2颗粒的加入抑制了NiCo晶体的增长,使得镀层中NiCo颗粒明显得到细化,镀层更加均匀致密;在相同的腐蚀和摩擦条件下,纳米复合镀层的耐蚀性、耐磨性能明显高于NiCo合金镀层;随着镀液中纳米颗粒悬浮量的增加,复合镀层的摩擦系数先降低后增大,当镀液中SiO2纳米颗粒含量为5 g/L时复合镀层的摩擦系数最小.     

NdFeB磁性材料化学镀Ni-W-P合金的耐腐蚀性能研究

采用化学镀方法在NdFeB磁性材料表面施镀Ni-W-P合金,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对Ni-W-P合金镀层的组织形貌、结构进行了分析,并采用腐蚀失重法对合金镀层的耐腐蚀性能进行了测试.结果表明：随着P含量的逐渐增多,镀层结构由晶态结构逐渐转变为非晶结构,非晶态Ni-W-P合金镀层的抗腐蚀性能明显好于晶态镀层.     

热浸镀铝钢的合金层抗高温氧化机理

研究了热浸镀纯铝和铝－硅合金的钢板在５００￣１１００℃,５０ｈ氧化试验期间抗高温氧化行为,借助电子探针显微分析仪和Ｘ射线衍射仪研究了合金层的组织结构,结果表明,镀铝钢的氧化动力学曲线符合抛物线规律;纯铝镀层的抗高温氧化性优于铝－硅合金镀层;后者在高温氧化过程中形成Ｆｅ３Ｓｉ隔层相,降低了镀铝钢的抗高温氧化性。     

Al-5Ti-B-RE细化剂对热浸渗铝层的组织与性能的影响

采用熔剂法在Q235钢表面热浸渗铝,并在铝熔体中添加Al-5Ti-B-RE中间合金细化剂,利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究渗铝层的显微组织,运用氧化增重法测试渗铝钢的抗高温氧化性能,以研究细化剂对热浸渗铝层的显微组织和抗高温氧化性能的影响。结果表明：渗铝层都是由表面层和合金层组成;铝液中加入细化剂后,表面层和合金层的厚度都降低,表面层的针状物（ FeAl3）细化,合金层的齿状整齐,齿峰分叉减少;随着细化剂含量的增加,渗铝钢的抗高温氧化性能先增加后降低,添加0.3％（质量百分比）细化剂的渗铝钢的抗高温氧化性能最好。     

化学镀Ni-W-P合金层镀覆工艺的研究

研究了镀液pH值、主盐浓度比（[WO42-]／[Ni2+]）、络合剂及稳定剂浓度对化学镀Ni-W-P合金层W及P含量的影响．结果表明,络合剂对其影响受镀液中主盐钨酸钠含量的控制,欲获得具有高W和P含量的镀层,必须在提高络合剂浓度的同时,按一定比例提高钨酸钠浓度．     

Ni-P-B4C复合电刷镀工艺研究

在Ni-P-B4C合金电刷镀技术的基础上,研究了在镀液中加入B4C微粒,通过改变镀液浓度、电压、pH值以及镀速等条件,达到改变镀层的厚度、硬度以及耐蚀性等。经过多次实验比较,得到了Ni-P-B4C合金复合电刷镀镀液较佳的浓度配制。并对电刷镀镀液各成分在刷镀中的作用以及它们对镀速和镀层成分的影响等方面作了较详细的分析。进而对复合电刷镀中微粒的共沉积机理作了初步的探讨。从而提出了一套较完整的Ni-P-B4C复合电刷镀工艺方案。     

Ni—P—B4C复合电刷镀工艺研究

在Ni-P-B4C合金电刷镀技术的基础上,研究了在镀液中加入B4C微粒,通过改变镀液浓度、电压、pH值以及镀速等条件,达到改变镀层的厚度、硬度以及耐蚀性等。经过多次实验比较,得到了Ni-P-B4C合金复合电刷镀镀液较佳的浓度配制。并对电刷镀镀液各成分在刷镀中的作用以及它们对镀速和镀层成分的影响等方面作了较详细的分析。进而对复合电刷镀中微粒的共沉积机理作了初步的探讨。从而提出了一套较完整的Ni-P-B4C复合电刷镀工艺方案。     

α—Al2O3微粒用于化学复合镀的研究

以Ni-p合金为主体金属,以粒径为0.1～0.3μm的晶态α-Al_2O_3为分散相进行化学复合镀.经研究得出,获得良好镀层的最佳条件是:α-Al_2O_3的添加量6g/L;镀液pH4.5～4.6;温度86°±1℃;搅拌速度400r/min.用扫描电子显微镜观察了镀层表面分散相的分布状况.用X-射线衍射仪分析了镀态和热处理后的镀层中存在的相.用显微硬度计测定了镀层的硬度.     

化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金组织结构及性能研究

研究了化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金的结构和性能。发现加入稀土元素能使镀层表面的晶粒急剧细化,分散性大大加强,镀层结构由非晶态转化为晶态结构,镀层的耐蚀性略有下降,硬度随WC浓度增加而增加。钼酸钠浓度为0.05g/L并经过200℃热处理后,显微硬度增大。氧化膜的质量随温度的升高逐渐增加,但在600℃以下氧化温度对镀层增重不明显。     

超声波对电沉积Ni-Al_2O_3复合镀层的影响

采用超声-电沉积方式制备Ni-Al2O3复合镀层.并利用硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)等研究超声波对镀层性能的影响.结果表明,最佳工艺为超声波频率f=19 kHz,超声波功率P=160 W;电流密度4 A/dm2,镀液中Al2O3颗粒浓度30 g/L,镀液pH值4.5,温度40℃.适当超声波作用下电沉积获得的复合镀层致密、平整,Al2O3颗粒在镀层中的分布状况有较大程度的改善.     

Fe2+浓度对20号钢表面电镀Fe-Ni合金镀层的影响

采用电沉积技术在20号钢表面制备了Fe--Ni合金层,考察了镀液中Fe2+浓度对合金镀层沉积速度、镀层成分、相结构、镀层显微硬度和耐蚀性的影响规律,并探讨了耐蚀机理.实验结果表明:电镀Fe--Ni合金可获得纳米晶结构,随镀液中Fe2+浓度增加,镀层中含铁量增大;镀层显微硬度的变化与Fe原子在Ni晶格中有序固溶程度有关;Fe--Ni合金镀层的耐蚀性均优于20号钢,当镀液Fe2+浓度为0.01 mo.lL-1时,获得镀层具有最佳的耐蚀性.随镀层中铁含量增加,具有钝化特性的高含Ni的Fe--Ni相含量减少,耐蚀性下降,但该相纳米结构显著细化,加速钝化可提高耐蚀性,这一对矛盾导致镀层耐蚀性与铁含量间没有明显的变化规律.高孔隙率也是耐蚀性下降的原因之一.     

Ni-W/ZrO2纳米复合镀层耐高温氧化性能分析

对Ni—W合金镀层及Ni—W／ZrO2纳米复合镀层的耐高温氧化性能进行了分析．热质量和差示扫描量热试验表明，纳米复合镀层氧化增加的质量仅为合金镀层的1／2，纳米ZrO2微粒的加入使Ni—W／ZrO2复合镀层的结构发生变化，其高温热稳定性较Ni—W合金提高39℃．考察了2种镀层在800℃下的氧化增质量，通过扫描电镜观测了镀层氧化后的形貌．实验证明，Ni—W／ZrO2纳米复合镀层的耐高温氧化性能优于Ni—W合金镀层．     

Ni-SiC复合镀层的制备及耐蚀性研究

用电沉积法在碳钢表面制备Ni-SiC复合镀层.考察镀液中SiC的质量浓度,阴极电流密度,施镀温度和搅拌速度等工艺参数对复合镀层耐蚀性的影响,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站分别对镀层的表观形貌、组成和耐蚀性进行测定.结果表明,复合镀层的表面平整致密,由金属Ni和SiC颗粒组成;对比碳钢基体和镍镀层,复合镀层的耐蚀性能最佳.     

Sn-Cu薄膜的沉积行为及其微观形貌分析

利用电沉积法,在酸性镀液中制得Sn-Cu薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)研究镀液中主盐浓度、电镀工艺条件及添加剂对薄膜形貌的影响,并借助循环伏安曲线研究不同条件对Sn-Cu沉积行为的影响.研究结果表明:镀液中主盐浓度的增大促进了Sn-Cu的还原沉积;添加剂的引入对金属离子具有较强的螯合作用,限制了镀液中自由金属离子的浓度,使得合金沉积电位负移;此外,镀液中Sn2+浓度变化对镀层晶粒粒度影响较大,改变Cu2+浓度对镀层的平整度影响较大;电流密度增加、温度降低及加入添加剂,都能细化镀层晶粒.     

轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.     

化学镀Ni—P合金中复合稳定剂的优化研究

在合理选择化学镀Ni—P合金配方和工艺条件的前提下,采用正交试验研究了稳定剂KI、pb（Ac）2和Na2S2O3复合使周时对化学镀Ni—P合金镀液稳定性、镀速以及镀层硬度、孔隙率、耐蚀性等性能的影响变化规律。结果表明．各稳定剂之间有的相互促进,有的则相互削弱对方的作用。复合稳定剂对化学镀Ni—P合金综合性能的提高程度明显优于单稳定剂,最佳匹配的复合稳定剂KI与Pb（Ac）2的质量浓度分别为8mg／L和1．5mg／L。     

不锈钢热浸镀铝抗高温氧化腐蚀性能的研究

:钢材经热浸镀铝后 ,具有了良好的抗高温氧化腐蚀性能。为进一步提高 1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢的高温使用性能 ,本文对两种材料进行了热浸镀稀土铝合金处理和抗高温氧化性能的试验。高温氧化试验结果表明 ,1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢经热浸镀铝处理后抗高温氧化腐蚀性能明显提高 ,这主要取决于合金层中Al-Fe金属间化合物在高温氧化中的变化。 90 0℃氧化 5 0 0h ,1Cr18Ni9Ti钢浸镀件形成致密的α -Al2 O3氧化膜和 β -NiAl相层 ;1Cr13钢浸镀件形成Al2 O3氧化膜及Cr2 O3氧化物。研究表明 ,不锈钢中Cr、Ni元素对提高抗高温氧化性具有重要的影响作用。