渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层,并研究了其在800和850℃空气中的等温氧化行为,结果显示,耐热钢T91合金和渗铝涂层在这2种温度下的氧化动力学均近似服从抛物线规律,T91无论在800和850℃空气中的等温氧化时其表面均生成了具有尖晶石结构的不具有保护性的FeCr混合氧化物层;当合金表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的氧化增重,原因是高温氧化后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al2O3,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

钢坯高温防氧化涂层的制备与性能

用冷涂的方法对普碳钢试样进行处理,制备了MgO-Al2O3-SiO2-Fe2O3体系高温防氧化涂层.通过对比涂覆样与空白样经历高温后的氧化程度,研究了涂层对普碳钢高温氧化行为的影响.结果表明:涂层有优良的防护性能,最佳厚度为0.3～0.5 mm,防护温度可达1300℃,防护时间可达2h.原始涂层在升温过程中逐渐熔融铺展,但不流淌,与机体表面经轻微氧化形成的氧化膜反应生成复杂的氧化物,形成致密的熔融膜,有效抑制了氧气向金属的扩散,极大降低机体的氧化烧损,提高表面质量.     

铝化物涂层高温氧化寿命的预测

对铝化物涂层高温氧化寿命进行实验检测,是一项十分费时且耗能的工作。该文运用半经验公式预测铝化物涂层高温氧化寿命,既可由较高温度下的短期寿命推算涂层在较低温度下的长期寿命,也可由两种不同温度下的退化程度推算其它温度下任意给定时间的退化程度。以一种新型钴基合金DZ40M的Ti改性铝化物涂层(厚度约为20μm)为对象,利用1100℃和1050℃的有关实验数据,估算了该涂层在给定温度1000℃下的高温氧化寿命,估算值约为1904h。而相应的实测动力学曲线显示的对应值为2000h左右,从而证明了该估算方法的实用性。     

电弧喷涂铝涂层的抗高温空气氧化性能

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备铝涂层。用Q235钢、铝涂层和封孔铝涂层3种试样进行400℃和500℃涂层氧化和失效试验，并绘制了氧化动力学曲线。结果表明，在500℃以下，在Q235钢基体上电弧喷涂铝涂层和封孔铝涂层可以提高试样的抗氧化能力，但只是在短期内有效。在相同的温度下，封孔铝涂层试样氧化速度最低，铝涂层试样和Q235钢试样的氧化速度大约分别是它的2倍和3倍。氧化过程中，氧化气体渗透到涂层内部，Al2O3膜不断生成、破碎和剥落，并在涂层颗粒机械结合部位堆积，产生的张应力造成涂层的内聚强度降低，塑性和密封性能变差，防腐作用减弱，这是涂层氧化和失效的主要原因。     

取向硅钢板坯高温抗氧化涂料

为了提高取向硅钢板坯的抗高温氧化性能,采用浆料法制备MgO-Cr2O3系的取向硅钢用高温抗氧化涂料.通过氧化增重、X射线衍射和电子扫描电镜等测试方法,研究涂层保护下的取向硅钢在不同温度下的氧化增重规律以及1400℃下氧化产物截面形貌、元素分布特征.结果表明,该涂料对于取向硅钢具有良好的高温防护功能,且具有宽泛的抗氧化区域.     

K52高温合金及其溅射涂层的循环氧化行为研究

利用磁控溅射的方法在K52高温合金上制备同成分的纳米晶涂层,研究了该合金及纳米晶涂层在900℃的循环氧化行为。结果表明:铸态合金在循环氧化过程中表面有剥落现象,生成了疏松的Cr2O3和TiO2混合氧化膜;而溅射涂层则生成了单一致密的-αAl2O3膜,没有出现剥落现象,提高了合金的抗高温腐蚀性能。讨论了合金及其纳米晶涂层的氧化机理。     

电弧喷涂铝涂层的抗高温空气氧化性能

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备铝涂层。用Q235钢、铝涂层和封孔铝涂层3种试样进行400℃和500℃涂层氧化和失效试验,并绘制了氧化动力学曲线。结果表明,在500℃以下,在Q235钢基体上电弧喷涂铝涂层和封孔铝涂层可以提高试样的抗氧化能力,但只是在短期内有效。在相同的温度下,封孔铝涂层试样氧化速度最低,铝涂层试样和Q235钢试样的氧化速度大约分别是它的2倍和3倍。氧化过程中,氧化气体渗透到涂层内部,Al2O3膜不断生成、破碎和剥落,并在涂层颗粒机械结合部位堆积,产生的张应力造成涂层的内聚强度降低,塑性和密封性能变差,防腐作用减弱,这是涂层氧化和失效的主要原因。     

Ni3—Cr—10Al合金溅射微晶涂层的抗氧化行为

通过真空离子溅射法,在Ｎｉ－３Ｃｒ－１０Ａｌ铸态合金表面获得厚度约为３０μｍ的Ｎｉ－３Ｃｒ－１０Ａｌ微晶涂层。在１０００℃下空气中氧化５００ｈ,与铸态合金相比,溅射微晶涂层具有更优良的抗高温氧化性能和粘附性     

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。     

高温合金微晶涂层的发展

高温合金微晶涂层是一种新的高温合金防护涂层体系。与目前通常采用的涂层不同，它的成分与基体合金基本相同。这种涂层具有良好的抗氧化性能，而且由于与基体成分相同，避免了传统涂层高温合用后在涂层与基体间因互扩散形成的脆性有害相等。高温合金微晶涂层是在微晶化对铁、镍基等各类合金抗氧化性能影响的基础上发展起来的。综述了国内外研究微晶化影响铁基合金，金属间化合物，高温合金等氧化性能的研究情况，着重介绍了高温合金     

金属的高温氧化：第二版

绝大多数的金属在使用过程中，由於室温下的侵蚀或高温下的氧化，其性能都会变差。不同金属性能恶化的速度差别很大，这取决于金属表面层的性质。如何能减慢其恶化的速度和在表面形成有效的防护涂层是提高金属和合金实用性能的关键。     

Ni-Cr-Mo-Cu合金的高温氧化特性

运用静态等温氧化法研究了自制Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金在600、800、1 000℃下的氧化特性,采用X射线衍射对氧化层进行了相的分析,并用电子显微镜对氧化层形貌进行观察.结果表明,Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金氧化时先发生选择性氧化生成Cr2O3,随后发生分层氧化生成NiO和NiCr2O4,在高温长时间下Ni-Cr-Mo-Cu耐蚀合金表现出较不锈钢更为优越的抗氧化性能.     

氩弧熔覆C-Si/C-Si-Zr复合涂层组织及抗氧化性

为解决石墨电极氧化问题,以Si粉和Zr粉为原料采用氩弧熔覆技术,在石墨电极表面制备出C-Si/C-Si-Zr抗氧化复合涂层。在1 100℃和1 300℃两个不同温度条件下,氧化10 h后,测试C-Si-Zr复合涂层的抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD分别对氧化前后复合涂层的组织结构和物相进行分析,阐述复合涂层的氧化机理。结果表明:复合涂层表面具有金属光泽,平整光滑,与基体之间结合良好、无明显缺陷。在两种不同温度条件下,C-Si-Zr复合涂层中不断增加的Si O2-Zr O2填补了涂层表面缺陷,基体得到有效保护。     

Inconel718合金高温氧化行为

为探究电渣重熔冶炼Inconel718合金过程中电极氧化机理,研究了Inconel718合金在1 150℃下的高温氧化行为。结果表明,在1 150℃下,Inconel718合金氧化动力学曲线遵循线性关系。在高温氧化期间,Cr和Ni等合金元素会快速氧化形成富Ni和Fe及Cr的Cr_2O_3、Fe_2O_3、3Cr_2O_3·Fe_2O_3和含Ni的尖晶石Cr_2O_3·NiO。随着氧化时间的增加,Ti元素发生氧化形成TiO_2,Ti元素向外扩散的同时在氧化层间形成孔隙,加速氧元素向基体内部扩散,进而加速了其他合金元素的氧化。     

实验分析12CrMoV高温合金在外拉伸力作用下的高温氧化规律

在大量实验的基础上,对12CrMoV合金钢在外加拉伸力时的高温氧化过程进行试验研究。比较分析了在相同温度条件下有外加拉伸力和没有外加拉伸力时的12CrMoV合金钢的高温氧化反应速率、高温氧化导致的裂纹、氧化层脱落,从而发现了外加拉伸作用力对12CrMoV合金钢高温氧化过程的影响规律。     

铸造镍基高温合金K35的氧化动力学

用静态增重法研究了K35镍基铸造高温合金的800℃氧化动力学·结果表明,K35合金的氧化动力学遵循抛物线规律,属于完全抗氧化级·利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析确定K35合金氧化膜组成以Cr2O3为主,含有NiCr2O4及TiO·TiO2·由于钛氧化物的存在,在高温氧化期间,K35合金发生了内氧化·     

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.     

纯Fe在压应力下高温氧化行为研究

研究了纯Fe在500、650、800℃压应力下的高温氧化行为.通过热重分析(TGA)的方法分析了压应力对纯Fe氧化动力学的影响,应用光学显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)观察了纯Fe高温氧化后的表面及截面形貌.氧化动力学曲线表明压应力增大了纯Fe的氧化速率,这与压应力对氧化膜结构的影响有关.在压应力下,氧化膜显示了多孔及裂纹等特征,大大增大了氧与氧化膜接触的面积.     

循环氧化条件下热障涂层氧化局域化区域的演化

本文研究在循环氧化条件下,热障涂层体系(TBCs)中氧化局域化区域的演化规律。实验发现:(1)氧化局域化区域平均深度的增加与氧化时间之间服从抛物线法则。(2)循环周次相同时,高温停留时间越长的热障涂层试样,氧化局域化区域的平均深度越大。     

Ni系低温钢的高温氧化行为研究

为研究Ni系低温钢的高温氧化行为,利用Setsys Evolution型高温同步热分析仪对Fe-3.5Ni和Fe-9Ni钢在700~1200℃的氧化行为进行了研究,采用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段表征了氧化物微观形貌和物相组成.结果表明:700~1200℃条件下氧化2h后,Fe-3.5Ni钢和Fe-9Ni钢的氧化增重曲线规律相似,相同氧化温度条件下,单位面积Fe-9Ni钢的增重量低于Fe-3.5Ni钢.随氧化温度的升高,试样表面依次出现团絮状、晶须状和不规则多边形状Fe₂O₃.氧化分为内氧化和外氧化,内、外氧化层厚度随氧化温度的提高逐渐增加,且900℃是两种钢外氧化层厚度发生突变的临界温度.内氧化层由FeNi₃和混合物(FeO+Fe₃O₄)组成,外氧化层由Fe₂O₃,Fe₃O₄和FeO组成,且外氧化层内包裹着尖晶石相NiFe₂O₄;随着Ni含量增加,NiFe₂O₄增多并形成连续的薄带.