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Ti-6Al-4V合金热氧化涂层的高温磨损行为

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稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1689-1693页

作者：周银李新星张秋阳王树奇江苏大学江苏镇江212013

通过热氧化/真空扩散处理在Ti-6Al-4V合金表面制备氧化涂层,采用高温磨损试验机对涂层在400℃空气中进行干滑动摩擦磨损试验,研究了涂层的高温磨损行为和机制。结果表明:Ti-6Al-4V合金经氧化/扩散后表面形成氧化物涂层,厚度达250μm。... 详细信息

通过热氧化/真空扩散处理在Ti-6Al-4V合金表面制备氧化涂层,采用高温磨损试验机对涂层在400℃空气中进行干滑动摩擦磨损试验,研究了涂层的高温磨损行为和机制。结果表明:Ti-6Al-4V合金经氧化/扩散后表面形成氧化物涂层,厚度达250μm。相比于未处理的材料,氧化物涂层的磨损失重非常小,高温耐磨性显著提高。磨损表面均形成摩擦氧化物层,涂层的高耐磨性可归功于硬化的陶瓷涂层与具保护作用的摩擦层的共同作用。主要磨损机制为剥层磨损。

关键词： Ti-6Al-4V合金氧化涂层高温磨损摩擦层剥层磨损

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边界润滑条件下钢表面的氧化膜及氧化涂层

清华大学学报（自然科学版） 1990年第51期30卷 1-8页

作者：赵永武

双辉等离子渗技术制备Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂层及性能研究

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双辉等离子渗技术制备Cr-Si、Al-Cr、Al-Cr-Si氧化物涂层及性能研...

作者：尹磊南京航空航天大学

学位级别：硕士

针对单一氧化物涂层与基体热膨胀系数差别过大的问题,本文开展了以316不锈钢为基体,通过双层辉光渗离子技术分别进行Ci-Si、Al-Cr以及Al-Cr-Si共渗,然后等离子氧化处理的研究。涂层的组织结构采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X... 详细信息

针对单一氧化物涂层与基体热膨胀系数差别过大的问题,本文开展了以316不锈钢为基体,通过双层辉光渗离子技术分别进行Ci-Si、Al-Cr以及Al-Cr-Si共渗,然后等离子氧化处理的研究。涂层的组织结构采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行表征,其耐腐蚀性能、结合性能和抗热震性能利用电化学工作站、划痕仪、热震试验进行分析表征。首先,利用双层辉光等离子渗的方法进行铬硅共渗,制备出致密,与基体结合紧密的合金涂层。对Cr-Si涂层进行等离子氧化,得到了连续致密的氧化膜。随着氧流量的变化,涂层的截面形貌变化不大。由XRD分析可知,涂层氧化物主要为CrO和很少量的SiO。Si元素的加入能够增加CrO保护膜的致密度,且制备的Ci-Si氧化物涂层与基体的结合性能良好。其中氧流量为10 sccm时制备的涂层最佳。其结合力为41N;涂层抗热震性能良好,在550℃进行150次抗热震实验后无任何剥落;氧化涂层的耐蚀性能得到明显提高。其次,在316L不锈钢基体上制备铝铬合金涂层,涂层与基体结合面处形成了冶金结合,内部发现纳米晶组织。在不同氧流量下,对Al-Cr涂层进行等离子氧化,涂层表面均匀致密。但是氧流量过大会导致涂层表面粗糙度增大,表层出现白色氧化铬颗粒。经测试分析可知,涂层氧化物为α-AlO和CrO的固溶体,涂层为非晶/纳米晶复合结构。主要以α-AlO为主,但是随氧流量的增加,CrO逐渐增加。氧流量为10 sccm时,涂层的性能最佳。通过划痕实验测得其结合力为52N;在550℃进行150次抗热震实验后无任何剥落;此外涂层也表现出优良的耐蚀性能。再次,利用双层辉光离子渗金属技术在316L不锈钢表面制备Al-Cr-Si涂层,涂层与基体结合紧密,没有孔隙及裂纹,其平均厚度为5μm。由XRD分析可知,氧化后的涂层主要含有AlO。此外,在涂层外层富铝区,AlO和少量Fe、Cr的氧化物反应生成了尖晶石型复合氧化物Fe(AlCr)O。随着氧流量的增加,涂层的厚度也相应增加,但超过一定氧流量(15 sccm)时,涂层缺陷明显增多,导致涂层脆性大,易开裂剥落。最后,Al-Cr氧化物涂层的性能最为优越。氧化膜的成分是影响涂层性能的决定性因素。Al-Cr氧化涂层中的主要成分是α-(Al,Cr)O固溶体相,且以α-AlO为主。α-AlO是高温稳定相,具有优异的高温稳定性、化学稳定性和低导热性。Cr的加入促进了α-AlO相的形成。而Cr-Si氧化涂层中的主要成分是CrO,Si的加入只是提高了涂层的致密度,保证了CrO薄膜的完整;Al-Cr-Si氧化涂层中的成分复杂,含有尖晶石型复合氧化物Fe(AlCr)O和AlO。

关键词：阻氚渗透双层辉光离子渗金属技术氧化涂层结合性能热震性能耐腐蚀性能

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铌基超合金的氧化涂层技术

稀有金属快报 2003年第1期22卷 5-5页

作者：蒲正利

铌与钽相比,资源多、价格低、性质接近,是钽电解电容器最好的替代材料。本专题报道了铌电容器开发的进展情况。

关键词：铌基超合金氧化涂层高温氧化

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钛基钌镧氧化物涂层结构对电化学活性的影响

山东工业技术 2015年第9期 40-40页

作者：刘亮邵阳学院生物与化学工程系湖南邵阳422000

通过实验,把Ru Cl3·3H20和La Cl3·7H2当作前驱物,采用热分解法来制作Ti基Ru-La氧化物涂层,进而探讨钛基钌镧氧化物涂层结构对电化学活性的影响。

关键词：氧化涂层镧电化学活性

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耐熔融锌液腐蚀材料的制备与研究

耐熔融锌液腐蚀材料的制备与研究

作者：方宣伟华中科技大学

学位级别：硕士

连续热镀锌生产线上锌锅内的各个零部件(沉没辊、稳定辊、轴套、轴瓦等)处于极其严苛、恶劣的工作环境中,容易与高温熔融锌液发生扩散、溶解、反应等复杂的相互作用,并最终导致部件尺寸的变化,使整个沉没辊系统失效。除此之外,镀锌部件... 详细信息

连续热镀锌生产线上锌锅内的各个零部件(沉没辊、稳定辊、轴套、轴瓦等)处于极其严苛、恶劣的工作环境中,容易与高温熔融锌液发生扩散、溶解、反应等复杂的相互作用,并最终导致部件尺寸的变化,使整个沉没辊系统失效。除此之外,镀锌部件还受到带钢及部件转动带来的磨损作用,大大加速了部件的损耗和失效。研究制备出具有优良耐高温锌液腐蚀性能的新型材料,解决锌液中的腐蚀、磨损问题,对提高锌锅中零部件的使用寿命,降低生产成本及提高工业生产效率均具有重要意义。本文针对工业生产中存在的上述问题分别采用表面热处理的方法制备了氧化涂层及使用等离子喷涂的方法制备了TiC复合涂层,并对其在高温锌液中的腐蚀行为及腐蚀机理进行了深入的分析和研究。对Fe-20Cr-10Mn合金进行氧化处理(OT)及氮化氧化处理(NOT)后,均可以有效提高合金材料在高温熔融锌液中的耐腐蚀性能。相较于未进行热处理的Fe-20Cr-10Mn合金在锌液中表现出的均匀腐蚀的特征,OT合金及NOT合金在锌液中均表现出一定的潜伏期(潜伏期分别为10天和30天)。当腐蚀时间超过潜伏期后合金将发生局部腐蚀,随着腐蚀的进行,腐蚀速率明显增加。相较于OT合金,NOT合金表面形成的氧化涂层更均匀、致密,且与基体结合良好,在锌液中表现出极差的浸润性,具有最好的抗熔融锌液腐蚀性能。随着腐蚀时间的增加,锌原子逐渐扩散进入涂层中并发生了涂层中铬元素向锌液中的溶解。涂层中的缺陷(孔隙、裂纹)成为锌液腐蚀的通道,在锌液的扩散-取代应力、热应力和锌液带来的渗透压力作用下引起裂纹扩展,并最终造成了涂层的剥落和失效。使用等离子喷涂制备了添加不同TiC含量的Fe-20Cr-10Mn-x vol.%TiC(x=30,50)复合涂层(FTB30,FTB50),并研究了热处理(FTA30,FTA50)对涂层孔隙率、物相、结合强度、显微硬度、抗热震性能及耐磨损性能的影响。FTB30及FTB50两种涂层在经过热处理后,孔隙率分别下降了39.64%及50.65%,涂层结合强度分别提高了19.82%及44.12%,抗热冲击次数分别下降了73次及192次,涂层显微硬度出现了小幅下降。TiC复合涂层中的TiC相在热处理过程中可以与氧气发生反应,生成金红石型TiO的同时,产生了53%体积膨胀,愈合了涂层中的孔隙。涂层中的TiC在热处理过程中作为自愈合封孔剂降低了涂层的孔隙率。TiC复合涂层经自愈合热处理后,涂层中的TiC的相对含量(TiCR%)下降,形成的更为致密的组织使涂层耐磨损性能增加。热处理前的TiC复合涂层在熔融锌液中表现出一定的潜伏期,超过潜伏期后涂层易发生局部腐蚀。尤其是孔隙率高且组织更为疏松的FTB50涂层,潜伏期非常短(10天),其耐锌液腐蚀性能受涂层中孔隙等缺陷的控制,疏松多孔的涂层结构易在锌液的渗透作用下发生剥离并最终导致涂层的失效。热处理后的TiC复合涂层具有更均匀、致密的组织,不易发生局部腐蚀,表现出更优异的抗熔融锌液腐蚀性能。其中,FTA50涂层中形成了更多的具有耐锌液腐蚀性能强的层片状TiC/TiO结构,具有最好的抗锌液腐蚀性能。热处理后的TiC复合涂层在锌液中优先发生锌液对粘结相的腐蚀,涂层中脆性的TiC/TiO结构在相变应力、热应力及渗透压力的综合作用下产生显微裂纹,最终发生断裂、剥离并漂移进入锌液中。相较于通过热处理工艺在合金表面制备氧化涂层的方法,经自愈合后的TiC复合涂层(FTA50)更厚,且具有更优异的耐锌液腐蚀性能。当锌液中同时存在腐蚀和磨损的情况下,可以更有效保护基体,抵抗外界环境的侵蚀。

关键词：耐锌液腐蚀性能 Fe-20Cr-10Mn合金热处理氧化涂层氮化氧化涂层等离子喷涂 TiC复合涂层

Effect of Thermal Shock and Oxidation on Mechanical Property of Carbon/Carbon Composites with a Silicide Coating

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稀有金属材料与工程 2009年第A3期38卷 37-40页

作者： Fu Qiangang Li Hejun Li Kezhi Shi Xiaohong Huang Min C/C Composites Research Center Laboratory of Ultrahigh Temperature Composites Northwestern Polytechnical University Xi＇an 710072 China

A SiC whisker-toughened MoSi2-SiC-Si coating was prepared on carbon/carbon (C/C) composites surface by a two-step technique of slurry and pack cementation, and the effects of thermal shock and oxidation on the mechanical property of the coated C/C were studied. The flexural strength of C/C composites was improved by 6.8% after coated by SiC whisker-toughened MoSi2-SiC-Si. After thermal cycle between 1773 K and room temperature in air for 10 times, the mass loss of the coated sample was 5.08% and the percentage of remaining strength was 81.97%. After oxidation at 1773K in air for 60 min, the mass loss of the coated sample was 2.57% and the percentage of remaining strength was 89.63%. The decrease of the flexural strength during the thermal cycle and oxidation tests was primarily due to the oxidation of C/C substrate resulting from the cracking of coating.

关键词：泥浆固井技术复合材料力学性能氧化涂层