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喷丸对DD412单晶高温合金表面完整性和疲劳性能的影响

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材料工程 2024年第7期52卷 152-161页

作者：王琨罗学昆宋尽霞周春根田凯王一鸣王欣中国航发北京航空材料研究院表面工程研究所北京100095 中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空重点实验室北京100095 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

为提高涡轮叶片榫头的疲劳性能,研究了喷丸对DD412单晶合金表面完整性和高温疲劳性能的影响规律。采用白光干涉仪、粗糙度仪、显微硬度计、扫描电镜、透射电镜等分别对喷丸前后的表面形貌、粗糙度、硬度梯度、微观组织进行表征,并采用... 详细信息

为提高涡轮叶片榫头的疲劳性能,研究了喷丸对DD412单晶合金表面完整性和高温疲劳性能的影响规律。采用白光干涉仪、粗糙度仪、显微硬度计、扫描电镜、透射电镜等分别对喷丸前后的表面形貌、粗糙度、硬度梯度、微观组织进行表征,并采用旋弯疲劳试验机测试高温疲劳寿命和极限。结果表明:喷丸后,表面磨削刀痕被消除,显著降低表面微观应力集中系数;试样表层组织发生剧烈塑性变形,并形成深度约0.10~0.32 mm的硬化层。相比未喷丸试样,优化工艺喷丸试样在600℃/500 MPa条件下的旋弯中值疲劳寿命提高21.7倍以上,在600℃下的中值疲劳极限提高了17.3%。经分析认为,喷丸对表面完整性的优化是DD412合金高温疲劳性能提升的主要原因。

关键词：喷丸单晶合金表面完整性疲劳寿命微观组织硬度

(Sm_(1-x)Er_(x))_(2)(Zr_(0.7)Ti_(0.3))_(2)O_(7)陶瓷材料的热物理性能研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 515-521页

作者：牟仁德谢敏张永和王志刚宋希文中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

采用固相合成法制备了(Sm_(1-x)Er_(x))_(2)(Zr_(0.7)Ti_(0.3))_(2)O_(7)(x=0,0.2,0.4)陶瓷材料,研究其物相结构及热物理性能。结果表明:(Sm_(1-x)Er_(x))_(2)(Zr_(0.7)Ti_(0.3))_(2)O_(7)(x=0,0.2,0.4)陶瓷材料均为单一立方烧绿石结构,晶格常数随Er^(3+)掺杂量的增加而降低。掺杂Er_(2)O_(3)可显著降低Sm_(2)(Zr_(0.7)Ti_(0.3))_(2)O_(7)陶瓷材料的热导率,屏蔽热辐射,减缓高温下热导率异常上升的趋势。Er^(3+)部分取代Sm^(3+)导致陶瓷材料的热膨胀系数从11.52 K^(-1)降低到10.89 K^(-1),但仍与YSZ陶瓷材料的热膨胀系数接近,满足热障涂层材料的应用要求。

关键词：热障涂层陶瓷热导率热膨胀系数掺杂锆酸钐

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航空发动机典型连接件腐蚀仿真分析

中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 979-986页

作者：贾静焕骆晨孙志华詹中伟赵明亮中国航发北京航空材料研究院、中国航空发动机集团航空材料先进腐蚀与防护重点实验室北京100095

利用CorrosionMaster软件对航空发动机压气机部位典型连接结构在酸性盐雾和湿热环境的腐蚀情况进行仿真,并依据国军标开展典型连接件的酸性盐雾试验和湿热试验,最后将仿真结果与试验结果进行验证。结果表明:利用CorrosionMaster软件仿... 详细信息

利用CorrosionMaster软件对航空发动机压气机部位典型连接结构在酸性盐雾和湿热环境的腐蚀情况进行仿真,并依据国军标开展典型连接件的酸性盐雾试验和湿热试验,最后将仿真结果与试验结果进行验证。结果表明:利用CorrosionMaster软件仿真得到的压气机典型连接件酸性盐雾环境和湿热环境下的腐蚀结果与试验结果相一致,仿真结果对于预测评估金属结构的腐蚀风险具有参考价值。

关键词：腐蚀仿真发动机 CorrosionMaster软件盐雾湿热

物理法/化学法退除NiCoCrAlYHf涂层对DD6合金表面组织结构的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2200-2204页

作者：张彬蔡妍刘嘉曦赵文君刘玉琢牟仁德北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

本实验采用真空电弧镀工艺在第二代镍基DD6单晶高温合金表面沉积了NiCoCrAlYHf(HY5)涂层,分别采用物理吹砂法与化学溶液浸泡法去除表面涂层,对比研究二者对涂层的去除效果及对基体合金的影响程度。结果表明:涂覆的涂层厚度约20μm,主要... 详细信息

本实验采用真空电弧镀工艺在第二代镍基DD6单晶高温合金表面沉积了NiCoCrAlYHf(HY5)涂层,分别采用物理吹砂法与化学溶液浸泡法去除表面涂层,对比研究二者对涂层的去除效果及对基体合金的影响程度。结果表明:涂覆的涂层厚度约20μm,主要由β和γ'相组成;经物理法或化学法处理后,基体表面无涂层残留,原始涂层均被完全去除。在物理法吹砂颗粒的切削作用下,基体合金表面宏观上呈现凹凸形貌,微观上沿取向变形产生形变层;物理法破坏了基体合金表面完整性,对基体损伤较大。化学法处理仅在局部区域产生γ'相损伤层,对基体损伤较小。

关键词：涂层退除物理法化学法 DD6合金组织结构

钝化处理对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙群岛海洋大气环境下耐腐蚀性能的影响

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电镀与涂饰 2024年第3期43卷 92-97页

作者：杨丽媛孙志华詹中伟刘明赵明亮中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095

[目的]研究未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙海洋大气环境下暴露1年的腐蚀行为。[方法]采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、视频显微镜(VM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了未钝化和钝化0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢腐蚀后的表面形貌... 详细信息

[目的]研究未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙海洋大气环境下暴露1年的腐蚀行为。[方法]采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、视频显微镜(VM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了未钝化和钝化0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的成分。[结果]在海洋大气环境下暴露一定时间后,未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面均发生了腐蚀,且以点蚀为主,腐蚀质量损失随时间变化的曲线符合幂函数规律,腐蚀产物的主要成分为β-FeOOH。对比腐蚀产物覆盖面积和腐蚀坑深度可知,钝化处理能够提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的耐腐蚀性能,但在西沙海洋大气环境下服役时不能提供长期保护。[结论]应探索新的防护手段来提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在海洋大气环境中的耐腐蚀性能。

关键词：马氏体沉淀硬化不锈钢钝化海洋大气环境腐蚀行为

退火温度对多向锻造Ti-6Al-4V合金显微组织演变和拉伸行为的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1864-1877页

作者：刘石双蔡建明周毅曹京霞张旺峰戴圣龙黄旭曹春晓中国航发北京航空材料研究院先进钛合金重点实验室北京100095

为调节Ti−6Al−4V锻件显微组织和力学性能,进行一系列退火处理。结果表明:锻态和退火态组织均呈现由等轴初生α相(αp)和转变β相(βt)组成的双态组织。随着退火温度的升高,次生α相(αs)从β相中析出。组织中没有明显的织构,晶体取向均... 详细信息

为调节Ti−6Al−4V锻件显微组织和力学性能,进行一系列退火处理。结果表明:锻态和退火态组织均呈现由等轴初生α相(αp)和转变β相(βt)组成的双态组织。随着退火温度的升高,次生α相(αs)从β相中析出。组织中没有明显的织构,晶体取向均匀分布。同时,强度呈先增大后减小的变化趋势,而塑性没有明显的变化。在860℃退火处理时,由于析出的细小αs相含量较高,合金具有强度和塑性的良好匹配。所有断口表面均包含大量韧窝,为典型的韧性断裂特征。在断口附近发现微裂纹、微孔洞和扭结αp/αl相(等轴αp相和片层α相)特征。

关键词： Ti−6Al−4V锻件退火温度显微组织演变次生α相拉伸性能韧性断裂

酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗性能的影响

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材料工程 2024年

作者：房永超李姝刘振李彰王森源王长亮田浩亮韩晓涵中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室中国航发四川燃气涡轮研究院北京航空材料研究院股份有限公司

为探究酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗行为的影响，开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明：经过酸性盐雾192 h腐蚀后，Al-BN涂层表面形成了由Al， A... 详细信息

为探究酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗行为的影响，开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明：经过酸性盐雾192 h腐蚀后，Al-BN涂层表面形成了由Al， Al2O3， NaCl， BN组成的厚度约为300～350 μm的腐蚀致密层。相较于腐蚀前涂层，该腐蚀致密层的平均硬度与平均结合强度方差增大，在刮削过程中部分弱结合部位易发生刮离，并黏附于对偶叶片摩擦面，造成Al-BN涂层的进给深度比（incursion depth ratio，IDR）值由酸性盐雾腐蚀前的（11.43±0.46）%转变为酸性盐雾腐蚀后的（－12.02±0.38）%，导致Al-BN涂层的可磨耗刮磨机制由塑性变形、黏着磨损混合形式转变为塑性变形、黏着磨损、刮离黏附混合机制，摩擦因数由腐蚀前0.339±0.020提升至0.546±0.022。由此可知，酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层的可磨耗性能造成了不利影响。

关键词：铝氮化硼涂层酸性盐雾腐蚀可磨耗性能大气等离子喷涂

扩散温度对NiCoCrAlYHf黏结层组织结构和性能的影响

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材料工程 2024年

作者：张彬丁宁蔡妍赵文君刘玉琢牟仁德张学军中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室空装驻北京地区第六军事代表室

采用真空电弧镀技术在DD6合金基体上制备NiCoCrAlYHf涂层（HY5涂层），经过不同扩散温度处理后，采用电子束物理气相沉积技术沉积陶瓷涂层。通过分析不同扩散温度下黏结层的相组成和微观组织形貌，对不同扩散温度下热障涂层的循环氧化... 详细信息

采用真空电弧镀技术在DD6合金基体上制备NiCoCrAlYHf涂层（HY5涂层），经过不同扩散温度处理后，采用电子束物理气相沉积技术沉积陶瓷涂层。通过分析不同扩散温度下黏结层的相组成和微观组织形貌，对不同扩散温度下热障涂层的循环氧化性能进行探究。结果表明：真空环境下扩散处理后，黏结层试样由沉积态黏结层的单相结构转变为扩散处理后黏结层的双相结构。随着扩散温度的升高，黏结层中β-NiAl含量随之升高。扩散处理后涂层表面均匀、致密，观察到灰白色γ-Ni，γ'-Ni3Al相及黑色β-NiAl相，证明扩散处理可以改变黏结层的相结构。900 ℃扩散的涂层循环氧化寿命最长，超过400 h；1100 ℃扩散处理的涂层循环氧化寿命最短，不到300 h。相组成中并非β-NiAl相含量越多越好，而是存在阈值，在阈值以内提高β-NiAl相含量才能获得更好的服役性能。

关键词：扩散温度涂层组织结构性能

脉冲激光处理等离子体冲击-空化原理的间接验证和理论应用

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 576-581页

作者：卢国鑫罗学昆王强刘纪德季忠陆峰孙晓峰山东大学材料科学与工程学院材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061 中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

提出等离子体冲击-空化双物理效应耦合强化原理,在液体约束脉冲激光冲击中空化效应存在的合理性有待证实。选择XRD测试方法和较易获得衍射峰的304不锈钢,定量检测和表征单脉冲激光作用区域的残余应力分布。试验结果与文献分析表明,激光... 详细信息

提出等离子体冲击-空化双物理效应耦合强化原理,在液体约束脉冲激光冲击中空化效应存在的合理性有待证实。选择XRD测试方法和较易获得衍射峰的304不锈钢,定量检测和表征单脉冲激光作用区域的残余应力分布。试验结果与文献分析表明,激光冲击强化的不同工艺条件导致等离子体冲击与空化两种应力效应的强度匹配不同,无涂层飞秒激光冲击应力效应的主要来源是空化效应。激光脉冲宽度以及吸收层和约束层等工艺参量的实际作用影响或决定脉冲激光表面处理的材料改性原理。

关键词：激光材料加工等离子体冲击空化表面强化