金浩
,
李德元
,
卢旭东
,
郭策安
,
王新
,
陈勇
,
张罡
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.20.012
采用磁控共溅射工艺在火炮身管PCrNi3Mo钢材料表面沉积了(Cr0.5 Al0.5)1-xVxN(x=0%~10.6%,原子分数)涂层。利用电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的组成、微观形貌与相结构进行了表征,研究了V含量对涂层微观结构和形貌的影响。结果表明V的加入使得涂层中出现了CrVN新晶相,且随着V含量的增加CrVN特征峰越来越明显,晶粒簇尺寸减小,V元素起到了一定的细化晶粒簇作用。利用纳米压痕仪及摩擦试验机对涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数进行了测试,研究了 V 含量对(Cr0.5 Al0.5)1-x Vx N涂层性能的影响。结果表明V含量在7.2%时涂层硬度和弹性模量达到最大值,分别为21.36 GPa和297.8 GPa；随着V含量的增加,涂层的摩擦系数逐渐减小,当 V含量在10.6%时,涂层摩擦系数平均值为0.094,表现出良好的摩擦磨损性能。
关键词:
火炮身管
,
摩擦性能
,
磁控溅射
,
CrAlVN涂层
杨君宝
,
王远超
,
曲家惠
,
郭秋萍
,
金浩
,
郭策安
,
张健
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.011
采用电火花表面沉积技术,在CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAIY涂层.利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了CrNi3MoVA钢和NiCrAlY涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM和EDS研究了磨损前后的形貌和成分.结果表明电火花沉积NiCrAlY涂层包含β-NiA1和γ-Ni两相,涂层是由柱状晶组成的微晶涂层;NiCrAlY涂层的硬度较CrNi3MoVA钢提高了22％,而弹性模量较CrNi3MoVA钢降低了21％;当摩擦副为淬火G15钢球,加载量为10 N,往复行程为10 mm,往复速率为600 r/min时,CrNi3MoVA钢平稳摩擦系数为0.65—0.75,而NiCrAIY涂层平稳摩擦系数为0.45～0.55,CrNi3MoVA钢表面沉积NiCrAlY涂层对其具有明显的减摩耐磨作用,涂层表面较高的硬度和高速摩擦中形成的粘附力强的薄氧化物层是其耐磨的主要原因;CrNi3MoVA钢的磨损机制主要为粘着磨损,而NiCrAlY涂层为微切削磨料磨损.
关键词:
CrNi3MoVA钢
,
NiCrAlY涂层
,
电火花沉积
,
高速摩擦磨损
郭策安
,
张健
,
郭秋萍
,
张家东
材料热处理学报
用磁控溅射方法在PCrNi3 MoVA钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中850 ℃恒温氧化100 h,借助XRD、SEM和EDAX对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明,涂层大大提高了基体的抗氧化性,涂层表面主要生成了与基体粘附性好的Al2O3氧化膜,在柱状晶间隙较大处生成了NiCr2O4氧化膜与Fe2O3氧化膜；同时涂层的Ni元素与基体的Fe元素发生了明显的互扩散,而Cr元素在界面富集,Al元素主要集中在表面和界面,与氧发生反应生成Al2O3.
关键词:
PCrNi3MoVA钢
,
磁控溅射
,
NiCrAlY
,
高温氧化
张健
,
郭策安
,
卢旭东
,
郭秋萍
材料热处理学报
采用电弧离子镀技术在炮钢表面制备NiCoCrAlYSi涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100 h,借助XRD、SEM和EDS对涂层及氧化产物进行分析,研究其高温氧化行为.结果表明,包覆NiCoCrAlYSi涂层的炮钢极大的提高了其高温抗氧化性,涂层表面主要形成了连续、致密的α-Al2O3氧化膜,涂层氧化动力学曲线符合抛物线规律;同时,由于电弧离子镀涂层存在的针孔缺陷,O2会进入到涂层内部,并在针孔内和涂层与炮钢基体的界面反应形成富Al的氧化物.
关键词:
炮钢
,
电弧离子镀
,
NiCoCrAlYSi
,
高温氧化
卢旭东
,
田素贵
,
陈涛
,
郭策安
,
李光瑞
稀有金属材料与工程
通过对镍基合金进行不同温度的恒温熔融硫酸盐热腐蚀试验,对腐蚀产物横断面进行形貌观察及微区成分分析,研究了一种高铬镍基合金在恒温热腐蚀期间腐蚀产物分布特征及内氧化、内硫化行为.结果表明,该高铬镍基合金在900和950℃腐蚀100 h期间,合金氧化和硫化同时发生,且腐蚀产物中出现分层结构,由表及里各层中的主要氧化物分别为:A12O3和Cr2O3,A12O3,CrS.该合金在各温度的恒温热腐蚀期间,均发生A1元素的内氧化和Cr元素的内硫化;与外氧化膜相邻的区域为Al元素的内氧化区,远离外氧化膜的基体内部形成Cr元素的内硫化区;随腐蚀温度升高,内氧化区和内硫化区深度增加,内氧化物和内硫化物的尺寸增大.
关键词:
镍基合金
,
熔盐
,
热腐蚀
,
内氧化
,
内硫化
曲家惠
,
魏岩峻
,
卢凤生
,
郭策安
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.013
固体火箭发动机喷管在工作过程中其内部要承受高温、高压以及高速燃气所携带的固体颗粒冲刷,这些因素会引起喷管内部的烧蚀,进而直接影响其弹道性能,因此喷管喉衬材料的烧蚀性能是固体火箭发动机研究的主要方向之一.金属钼具有抗烧蚀、力学性能好等一系列优良的性能,同时钼喉衬的制备工艺简单,是低温推进剂难熔金属喉衬的首选材料.采用小型固体火箭发动机静态实验台研究钼喉衬在双钴1-a推进剂下沿轴向方向上的平均线烧蚀率,利用扫描电镜(SEM)及其所配置的能谱(EDX)分析钼喉衬的烧蚀特征及其机制.结果表明:在双钴1-a推进剂下钼喉衬烧蚀程度沿轴向方向不断变化,喉衬各部位烧蚀形貌存在明显差别.在收敛段末段区域及整个喉部区域烧蚀最为严重,其主要为热化学烧蚀和粒子剧烈冲蚀,平均最大线烧蚀率为0.1475mm·s-1;收敛段大部分主要为热化学烧蚀和粒子轻微冲蚀;扩散段主要为热化学烧蚀.钼喉衬5 s后的平均烧蚀量约为喉径面积的4.92％,未超过喉径面积的5％,可满足在试验工况下固体火箭发动机的工作要求.
关键词:
钼喉衬
,
固体火箭发动机
,
烧蚀率
,
烧蚀机制
郭策安
,
张健
,
郭秋萍
,
张兆良
电镀与精饰
doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2013.05.001
用电弧离子镀方法在炮钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100h,借助X-射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层表面氧化膜进行分析,检测其高温抗氧化能力.结果表明,电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃空气中氧化100h后表面形成Al2O3 Fe2O3和NiCr2O4三种氧化物,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性；涂层中的Ni元素与基体中的Fe元素发生剧烈互扩散而在界面两侧呈均匀梯度分布,Cr元素在界面富集,Al元素在界面与O反应形成较致密的Al2O3氧化层；由于扩散和氧化作用,涂层中的相由原来的β-NiAl、γ'-Ni3 Al、γ-Ni与α-Cr变为γ'-Ni3 Al、(Ni,Fe)、(Fe,Ni)与α-Cr.
关键词:
炮钢
,
电弧离子镀
,
NiCrAlY涂层
,
高温抗氧化
张健
,
韩继龙
,
郭策安
,
卢旭东
,
金浩
,
郭秋萍
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.13.030
利用电弧离子镀技术,在炮钢表面沉积TiAlN和 TiAlYN 两种薄膜,研究添加1％(原子分数)Y对(Ti,Al)N薄膜氧化性能的影响。两种沉积薄膜的样品在空气中850℃下氧化10 h,用 SEM、EDAX和XRD分别分析两种薄膜的形貌、成分及相组成。结果表明,在空气中850℃下氧化10 h 后,两种薄膜的氧化产物均为 Al2 O3和 TiO2的混合氧化物；TiAlN 薄膜的动力学曲线呈近似直线规律,而TiAlYN薄膜动力学曲线符合抛物线规律；前者表面氧化物晶粒粗大,而后者表面氧化物晶粒细小,且氧化膜厚度不足前者的一半；添加 Y 可以减少膜层表面液滴的数量,提高膜层的抗氧化性能。
关键词:
炮钢
,
Y
,
(Ti,Al)N
,
电弧离子镀
,
氧化
卢旭东
,
陈涛
,
李光瑞
,
郭策安
,
郝清伟
电镀与精饰
doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2012.08.002
采用X-射线衍射、扫描电镜及能谱等测试手段,研究了一种镍基单晶合金在75％ Na2SO4+25％ K2SO4熔盐中的热腐蚀行为,该熔盐θ为900℃.结果表明,镍基单晶合金热腐蚀严重,出现严重的内硫化和内氧化；外层腐蚀产物由Al2O3 、Cr2O3 Ni2Cr2O4和Co2Cr2O4相组成,内层为Al2O3和CrS；镍基单晶合金表面形成的氧化物发生碱性溶解.
关键词:
镍基单晶合金
,
熔盐
,
热腐蚀
张健
,
郭策安
,
张罡
,
郝士明
腐蚀科学与防护技术
分别测试在CrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层和电火花沉积NiCrAlY涂层的室温摩擦磨损性能, 研究了磨损机制. 结果表明: 在稳定磨损阶段, 两种涂层的摩擦系数均低于基体, 其中电火花沉积层的摩擦系数最小, 具有显著的减摩效果. 溅射涂层的磨损机制主要是粘着磨损, 而电火花沉积层的磨损机制主要是微切削磨料磨损.
关键词:
CrNi3MoVA钢
,
NiCrAlY coating
,
sputter
,
electrospark deposition
,
friction and wear
