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钼表面包埋渗法制备(Ti,Mo)Si_(2)/MoSi_(2)涂层及其在1200℃周期性氧化环境下的氧化行为

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 3828-3836页

作者：何浩然刘奇薄新维王小宇王焱辉姚志远韩校宇刘成超重庆材料研究院有限公司重庆400707 国家仪表功能材料工程技术研究中心重庆400707 重庆理工大学化学化工学院重庆400054

利用连续沉积的包埋渗法,在钼表面制备了(Ti,Mo)Si_(2)/MoSi_(2)复合涂层。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪和热力学计算对涂层进行了表征与反应机理分析。结果表明,共沉积法无法实现Ti的有效沉积。先渗Ti、再渗Si的两步沉积工... 详细信息

利用连续沉积的包埋渗法,在钼表面制备了(Ti,Mo)Si_(2)/MoSi_(2)复合涂层。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪和热力学计算对涂层进行了表征与反应机理分析。结果表明,共沉积法无法实现Ti的有效沉积。先渗Ti、再渗Si的两步沉积工艺能有效制备Ti改性硅化物涂层。涂层分为3层,最外层为(Ti,Mo)Si_(2)三元化合物层,次外层为MoSi_(2)层,次外层与基体间为Mo;Si_(2)过渡层。渗硅温度对涂层结构无明显影响。Ti改性硅化物涂层的生长速率略低于单一渗硅涂层的生长速率。(Ti,Mo)Si_(2)/MoSi_(2)复合涂层的形成由Ti、Si内扩散控制。Ti元素集中在涂层表层,Si元素通过(Ti,Mo)Si_(2)化合物层与基体作用形成MoSi_(2)层和Mo;Si_(2)过渡层。渗Ti过程中,埋渗料间反应会引入游离态铝氟化物AlF;。在随后的渗硅过程中,游离态Al以Al;Mo的形式在(Ti,Mo)Si_(2)层中靠近MoSi_(2)层的上界面处析出。在1200℃周期性氧化过程中,(Ti,Mo)Si_(2)/MoSi_(2)复合涂层持续循环氧化180 h后未出现明显失重。(Ti,Mo)Si_(2)层氧化形成的SiO;与TiO;致密复合氧化层能填充涂层表面裂纹,持续阻碍氧扩散,因此其在周期性氧化环境下的抗氧化性能显著优于单一渗硅涂层。

关键词：包埋渗钼硅化物钛改性抗氧化

40Cr钢表面包埋渗Mo涂层组织及摩擦性能

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中国表面工程 2021年第1期34卷 60-69页

作者：胡建军赵雪郭宁杨显李晖许洪斌重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆市模具技术重点实验室重庆400054 西南大学材料与能源学院重庆400715

热扩散渗钼(Mo)是钢材表面化学成分的改性方式之一,其可提高钢的淬透性,与碳作用形成高熔点的碳化物,能够提高钢铁材料表面的耐磨性。为探索热扩散渗钼工艺,分别采用箱式炉加热和感应加热对40Cr钢进行1000~1300℃不同温度下包埋扩散渗处... 详细信息

热扩散渗钼(Mo)是钢材表面化学成分的改性方式之一,其可提高钢的淬透性,与碳作用形成高熔点的碳化物,能够提高钢铁材料表面的耐磨性。为探索热扩散渗钼工艺,分别采用箱式炉加热和感应加热对40Cr钢进行1000~1300℃不同温度下包埋扩散渗处理,利用场发射扫描电子显微镜(FEG-SEM)、X射线衍射技术(XRD)和摩擦磨损试验研究了渗Mo试样的微观组织、元素分布、物相构成以及摩擦磨损性能,并对感应加热渗Mo微观结构的演变机理进行了阐述。结果表明:在1100℃下箱式炉加热未观察到明显的Mo渗层,而感应加热在不同温度下形成了30~70μm厚的Mo渗层;感应加热后试样截面组织由Mo渗层、过渡层、受影响层、基体组成,其中Mo渗层主要由Fe-Mo固溶体(Fe-Mo SS)和碳化物相组成,过渡层由合金珠光体组成,受影响层为贫碳区;研究表明感应加热Mo渗层的最高硬度为560 HV0.2,约为原始试样的两倍,IHM-1200试样的的摩擦因数为0.73,比原始试样低0.12,磨损质量略低于原始试样,Mo渗层显著提高40Cr钢的摩擦性能。

关键词： 40Cr钢包埋渗 Mo渗层摩擦性能

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包埋渗技术在镍基高温合金中的应用

材料导报 2021年第S1期35卷 389-394页

作者：唐紫苑张淑婷杜开平宣鹏举司丽娜北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 矿冶科技集团有限公司北京100160

包埋渗是一种应用广泛的表面防护技术,包埋渗制备的渗层具有均匀性好、渗层致密、与基体粘结性好等优点,可为高温下服役的零件提供抗高温氧化及热腐蚀防护。文章简要介绍了镍基高温合金包埋渗剂的组成,系统阐述了表面渗层材料体系从单... 详细信息

包埋渗是一种应用广泛的表面防护技术,包埋渗制备的渗层具有均匀性好、渗层致密、与基体粘结性好等优点,可为高温下服役的零件提供抗高温氧化及热腐蚀防护。文章简要介绍了镍基高温合金包埋渗剂的组成,系统阐述了表面渗层材料体系从单组元渗铝到多组元共渗的研究进展,对比了渗Al,Al-Co、Al-Si、Cr-Al、Pt-Al等二元共渗以及稀土复合渗等不同渗层体系对涂层高温综合性能的影响,并对稀土在包埋渗技术的作用机理进行了探讨,展望了包埋渗技术的发展方向。

关键词：镍基合金高温防护包埋渗渗剂抗氧化性能

钼基高温合金表面包埋渗法制备渗铝层的组织与性能

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机械工程材料 2010年第9期34卷 64-66,93页

作者：闫凯姚正军檀廷佐俞宝文南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 宜兴宝登合金有限公司宜兴214225

采用包埋渗法在TZM钼基高温合金表面制备抗氧化的渗铝层,渗铝温度为1 050℃,渗铝时间为12 h;采用SEM、EDS和XRD等分析了渗层的显微组织、物相组成和元素分布等,并对渗层的硬度和抗高温氧化性能进行了研究。结果表明:渗层的相组成为Al_5M... 详细信息

采用包埋渗法在TZM钼基高温合金表面制备抗氧化的渗铝层,渗铝温度为1 050℃,渗铝时间为12 h;采用SEM、EDS和XRD等分析了渗层的显微组织、物相组成和元素分布等,并对渗层的硬度和抗高温氧化性能进行了研究。结果表明:渗层的相组成为Al_5Mo、Al_3Mo和Al_4Mo;渗层均匀致密,厚度达到130μm,具有双层结构,与基体形成了冶金结合;渗层表面呈颗粒状,其显微硬度达到了8 000 MPa;在800℃×80 h高温氧化下包埋渗铝层具有较好的抗氧化性能。

关键词：钼基高温合金包埋渗铝化物高温氧化

5Cr15马氏体不锈钢表面包埋渗沉积Cr_(2)N涂层及其耐腐蚀性

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武汉科技大学学报 2022年第3期45卷 183-188页

作者：王鑫向志东武汉科技大学材料与冶金学院湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

采用包埋渗法在5Cr15马氏体不锈钢表面沉积Cr_(2)N涂层,利用SEM、EDS、XRD等对涂层的微观结构、物相组成进行表征,借助电化学工作站及腐蚀试验研究了涂层的耐腐蚀性能。结果表明,采用包埋渗法在1100℃保温4 h后,5Cr15马氏体不锈钢表面... 详细信息

采用包埋渗法在5Cr15马氏体不锈钢表面沉积Cr_(2)N涂层,利用SEM、EDS、XRD等对涂层的微观结构、物相组成进行表征,借助电化学工作站及腐蚀试验研究了涂层的耐腐蚀性能。结果表明,采用包埋渗法在1100℃保温4 h后,5Cr15马氏体不锈钢表面可生成致密的Cr_(2)N涂层及其下方的富Cr扩散层,表面沉积Cr_(2)N涂层后钢样耐腐蚀性能明显提高。

关键词： 5Cr15马氏体不锈钢包埋渗 Cr_(2)N涂层耐腐蚀性

Mo-Si-B合金表面包埋渗Si-Al涂层的组织及氧化膜结构研究

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热加工工艺 2019年第2期48卷 135-139页

作者：李文涛田晓东长安大学材料科学与工程学院陕西西安710064

采用包埋渗Si-Al的方法在Mo-9Si-8B(at%)合金表面制备抗氧化涂层,然后在1250℃下进行5 h氧化;同时制备包埋渗Si和Si-B涂层以进行对比。运用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析该涂层的组织和结构,利用X射线衍射仪(XRD)确定涂层的相组成,采... 详细信息

采用包埋渗Si-Al的方法在Mo-9Si-8B(at%)合金表面制备抗氧化涂层,然后在1250℃下进行5 h氧化;同时制备包埋渗Si和Si-B涂层以进行对比。运用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析该涂层的组织和结构,利用X射线衍射仪(XRD)确定涂层的相组成,采用波谱仪(WDS)分析涂层中的B元素。结果表明:包埋渗Si和Si-B涂层都主要由MoSi_2外层和MoB内层组成,但Si-B共渗涂层内层更厚;Si-Al共渗在基体表面形成Al改性MoSi_2涂层,由Mo(Si,Al)_2外层和MoB内层组成。对三种涂层在1250℃下氧化5 h,前两种涂层表面氧化膜主要由SiO_2和Mo_8O_(23)组成,而Si-Al共渗涂层表面氧化膜主要由SiO_2、Al_2SiO_5和Mo_8O_(23)组成。

关键词： Mo-Si-B合金包埋渗涂层氧化膜

Nb-Ti-Si合金表面辉光离子渗Mo/包埋渗Si制备MoSi_2涂层的研究

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表面技术 2015年第1期44卷 68-71页

作者：曹正田晓东李宁王利捷吕娜长安大学材料学院西安710064

目的在Nb-Ti-Si合金表面制备MoSi2涂层。方法先进行辉光离子渗Mo,再进行包埋渗Si。分析温度对渗Mo层表面形貌、厚度、元素互扩散的影响,以及渗Si后涂层的表面形貌和结构。结果在1100℃进行辉光离子渗Mo,渗Mo层与基体形成了显著的互扩散... 详细信息

目的在Nb-Ti-Si合金表面制备MoSi2涂层。方法先进行辉光离子渗Mo,再进行包埋渗Si。分析温度对渗Mo层表面形貌、厚度、元素互扩散的影响,以及渗Si后涂层的表面形貌和结构。结果在1100℃进行辉光离子渗Mo,渗Mo层与基体形成了显著的互扩散。对渗Mo层进行包埋渗Si后,所形成的涂层组织致密,具有多层结构,由外向内依次为MoSi2层、NbSi2层和Nb5Si3层,在MoSi2和NbSi2层之间存在(Mo,Nb)Si2互扩散区。结论通过辉光离子渗/包埋渗的方法,可以在Nb-Ti-Si合金表面制备Mo Si2涂层,且涂层与基体呈冶金结合,结合较好。

关键词： Nb-Ti-Si合金辉光离子渗包埋渗 MoSi2涂层

Y2O3含量对包埋渗制备Y-Cr-Al涂层组织和抗高温氧化性能的影响

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热加工工艺 2018年第4期47卷 164-167页

作者：童福利花银群陈瑞芳姚彦斌帅文文江苏大学材料科学与工程学院

在GH586表面通过粉末包埋渗法制备了Y-Cr-Al涂层。通过改变Y_2O_3含量来探究Y_2O_3对涂层组织和性能的影响,并进行了涂层的氧化试验。随后利用XRD、SEM和EDS对试样氧化前后的相组成、涂层形貌和氧化层形貌进行分析。结果表明：Y_2O_3含... 详细信息

在GH586表面通过粉末包埋渗法制备了Y-Cr-Al涂层。通过改变Y_2O_3含量来探究Y_2O_3对涂层组织和性能的影响,并进行了涂层的氧化试验。随后利用XRD、SEM和EDS对试样氧化前后的相组成、涂层形貌和氧化层形貌进行分析。结果表明：Y_2O_3含量对Al-Cr共渗具有催渗效果,有利于形成致密连续的涂层,且在Y_2O_3含量为2%时,能得到厚度和相组成较为理想的涂层。包埋渗粉末中加入Y_2O_3能使得涂层抗高温氧化性能提高,Y_2O_3含量为2%时,涂层具有最佳的抗高温氧化性能,表面由细小致密的α-Al2O3颗粒组成,但Y_2O_3含量为3%时,抗高温氧化性能有所下降。

关键词：高温合金包埋渗 Y-Cr-Al涂层

锆钛合金包埋渗铝及硅铝共渗层组织结构与性能的研究

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锆钛合金包埋渗铝及硅铝共渗层组织结构与性能的研究

作者：刘译泽燕山大学

学位级别：硕士

由于钛及钛合金具有高比强度、良好的耐腐蚀性、稳定的中温机械性能和低密度等特性,使得它们在化学工业、航天部件以及军事领域中得到了广泛的应用。然而,钛和钛合金较差的高温抗氧化性限制了它们作为航空发动机高温部件的进一步应用。... 详细信息

由于钛及钛合金具有高比强度、良好的耐腐蚀性、稳定的中温机械性能和低密度等特性,使得它们在化学工业、航天部件以及军事领域中得到了广泛的应用。然而,钛和钛合金较差的高温抗氧化性限制了它们作为航空发动机高温部件的进一步应用。本文利用粉末包埋法在Ti-30Zr-6Al-4V(wt.%)合金表面分别制备了渗铝涂层和硅铝共渗涂层,对涂层的相组成、表面形貌以及组织结构进行了表征,并探索了不同涂层的高温抗氧化性能及其原理。研究结果表明:在1000℃/4 h条件下制备了渗剂中Al含量为15%、25%、35%的三种渗铝涂层,其厚度分别大约为110μm、165μm、235μm。渗铝层分为渗层和过渡层,渗层的主要成分为AlTi相,过渡层的主要成分为TiAl相和TiAl相。在1000℃/4 h条件下制备了四种不同渗剂比例的硅铝共渗涂层。渗剂中Al含量为25%,Si含量为5%、8%、10%、15%,涂层厚度分别大约为55μm、30μm、25μm、14μm,总体主要以渗铝为主。当Si含量为5%、8%以及10%时,渗层分为外层和过渡层,外层主要组成为AlTi相,过渡层为TiAl和TiAl。外层内部弥散分布着TiSi的夹层,随着Si含量的增加,硅化物越多越聚集且越靠近涂层表面。当Si含量为15%时,渗层为单一层,由外及内分别为AlTi、TiAl、TiAl,TiSi十分接近涂层表面。硅铝共渗涂层随着Si含量的增加总厚度越薄。Zr和Si固溶在钛铝化合物中。采用等温变频循环氧化实验法研究了空气中渗铝涂层和硅铝共渗涂层在800℃和900℃氧化90 h的氧化行为。结果表明:在800℃以及900℃氧化90 h后,尺寸为12 mm×12 mm×3 mm的基体合金完全被氧化,呈现粉末状以及碎块状,氧化增重为266.67 mg·cm。在800℃氧化90 h后,渗铝涂层和硅铝共渗涂层均提高基体合金的高温抗氧化性能。渗铝涂层中当渗剂中Al为15%时渗铝涂层抗氧化性能最优,氧化增重为1.32 mg·cm;硅铝共渗涂层中渗剂含量为5%Si+25%Al的硅铝共渗涂层高温抗氧化性能最优,氧化增重为0.12 mg·cm。在900℃氧化90 h后,渗铝涂层抗氧化性能较好,硅铝共渗涂层仅在氧化初期可提高抗氧化性能。当渗铝涂层中Al含量增加以及硅铝共渗涂层中Si含量增加时,高温抗氧化性能降低。

关键词：锆钛合金包埋渗 Al涂层 Si-Al涂层高温氧化