宋秀王磊赵卓刘杨马慧萍
材料研究学报
研究了不同La含量Ni--Cr--W--Mo耐热合金的1173 K恒温氧化行为. 结果表明: La能明显提高合金的抗氧化能力. 不同La含量合金的抗氧化性能从劣到优依次为: La含量为0%、0.048%、0.026%、0.087%. 添加超过0.026\%的合金由于析出La化合物, 使La的固溶量未呈线性增加, 而在0.048%处出现拐点. 氧化中由于La化物不参与氧化, 因此合金的抗氧化能力主要取决于La在合金中的实际固溶量, 固溶的La形成LaCrO3是La提高合金抗氧化能力的主要原因. LaCrO3在氧化物晶界处的偏聚阻碍了Cr3+的扩散, 并可作为MnCr2O4异制形核的核心, 促进细小的MnCr2O4生成并弥散分布于Cr2O3之间, 形成混合氧化膜, 提高了氧化膜的粘附性, 亦成为提高抗氧化能力的因素.
关键词:
金属材料
,
Ni--Cr--W--Mo heat--resistant alloy
,
rare earth element La
,
isothermal oxidation
,
soluted La
王维新姜肃猛卫广智马军宫骏孙超
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00649
采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层和(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层, 对比研究了 2种涂层退火态的组织结构和在1000, 1100和1150℃下的恒温氧化行为. 结果表明: 退火处理后, NiCoCrAlYSiB涂层是由 γ'/γ相和弥散其中的点状β-NiAl相构成; (NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层分为两层, 外层以 β-NiAl相为主, 含有少量的Cr3Si相, 内层和NiCoCrAlYSiB涂层的结构相似. NiCoCrAlYSiB涂层在1000℃下有良好的抗氧化性能, 在1100和1150℃下因表面生成保护性较差的尖晶石相而快速退化; (NiCoCrAlYSiB+AlSiY)梯度涂层在 1000-1150℃下均表现出良好的抗高温氧化性能, 1100℃度下氧化300 h后仍有大量的β-NiAl相存在, 1150℃下氧化 300 h后涂层中Al含量仍在8%(质量分数)以上, 少量的β-NiAl相和过饱和的γ'/γ相可维持表面 Al2O3膜的形成和\linebreak 修复.
关键词:
梯度涂层
,
arc ion plating
,
isothermal oxidation
,
interdiffusion
韩玉君
,
叶福兴
,
董允
,
王志平
,
丁坤英
,
林晓娉
腐蚀科学与防护技术
采用超音速微粒轰击(SFPB)技术细化处理高速氧燃料喷涂法(HVOF)喷涂的粘结层, 结果表明粘结层主要由γ'-Ni3Al相和γ-Ni相组成. 高温氧化2 h,粘结层表面首先生成亚稳态的γ-Al2O3和稳态的 α-Al2O3,且在Al2O3之间有少量NiO、Co3O4和尖晶石. 亚稳γ-Al2O3和尖晶石倾向于借助β-(Ni,Co)Al相或γ'-Ni3Al相晶体表面形核长大; 稳定的α-Al2O3倾向于借助γ-Ni相晶体表面形核长大. 较长时间的高温氧化后,形成了以α-Al2O3为主相的热生长氧化物层(TGO), 对热障涂层系统的高温腐蚀具有良好的防护作用.
关键词:
超音速微粒轰击技术
,
bond coat
,
isothermal oxidation
,
metastable
,
spinel
,
thermal barrier coating
任保轶
,
刘子孺
,
高艳慧
,
张学军
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.05.013
研究磷酸表面处理和复合SiO2涂层对Ti-6Al-4V合金600℃下空气中抗氧化性能的影响.结果表明:600℃氧化24h后,磷酸表面处理使Ti-6Al-4V合金平均氧化速率下降了近75％,复合非晶SiO2涂层样品600℃等温氧化100h后,平均氧化速率比空白样品降低一个数量级,抗氧化性能与单独的磷酸处理比较进一步提高.磷酸表面处理和复合SiO2涂层样品的氧化膜致密性增强且与基体的黏附性良好,二者氧化膜中TiO2的体积分数均低于空白样品.磷酸表面处理形成的TiP2O7层与SiO2涂层共同抑制了O的内扩散和Ti的外扩散.
关键词:
磷酸处理
,
SiO2涂层
,
等温氧化
,
Ti-6Al-4V合金
韩玉君
,
叶福兴
,
李晓泉
材料热处理学报
分别用超音速氧燃料工艺和大气等离子工艺在球墨铸铁QT-500上制备热障涂层的粘结层与陶瓷层.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和Cr3+荧光光谱表征热障涂层随着高温氧化服役进行界面化合物演变规律.研究表明,热障涂层的粘结层/陶瓷层界面上层(CS层)由(Co,Ni)(Co,Al)2O4和Co3O4组成,其下层为Al2O3;用面积法分析了CS层和Al2O3层厚度的变化规律;粘结层/基底合金界面的热生长氧化物为层状和块状交替分布的形貌,其成分主要为Al2O3.1050℃+15 h高温氧化后,粘结层/陶瓷层界面残余压应力随θ-Al2O3→α-Al2O3相转变完全达最低值,然后其残余压应力略有升高,这与大量生长的Co3O4和尖晶石类氧化物有关.
关键词:
超音速氧燃料工艺
,
热障涂层
,
Cr3+荧光光谱
,
CS层
,
高温氧化
牟仁德
,
许振华
,
贺世美
,
何利民
,
曹学强
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.07.017
采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.
关键词:
热障涂层
,
EB-PVD
,
等温氧化
,
La2(Zr0.7Ce0.3)2O7
唐增武
,
胡锐
,
李金山
稀有金属材料与工程
利用电镜、具备能谱分析功能的扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析设备,研究了一种新型Ni-Cr-W基高温合金Ni-20Cr-18W在1100℃的恒温氧化行为.通过试样的氧化增重,获得了氧化动力学规律.分析结果显示,在氧化初始阶段,合金表面生成了由六面体结构的Cr2O3,立方结构的NiO和与M3O4型氧化物同型的尖晶石结构(Ni,Mn,Cr)3O43种相组成的混合氧化膜.长时间氧化后,氧化膜由单层转变为双层,在内层形成连续的Cr2O3膜,在外层形成可以抑制内层Cr2O3挥发的致密NiO氧化膜；同时在氧化膜与合金基体界面处形成氧化孔洞,并且在该处发生A1元素的内氧化.
关键词:
Ni-20Cr-18W高温合金
,
恒温氧化
,
氧化膜
,
内氧化
邓武锋
,
周铁涛
,
骆合力
,
李尚平
,
刘培英
稀有金属材料与工程
研究了Hf和Y对Ni3Al-7.8Cr-4Mo-0.05B合金氧化性能的影响,测定了合金在1000和1100℃的恒温氧化动力学曲线,并通过XRD分析表面氧化膜结构,通过扫描电镜和能谱分析研究了氧化产物的微观组织与成分.结果表明:Hf和Y的加入大大提高合金的抗氧化性能,主要影响在于形成稳定性更好的HfO2.提高氧化膜与基体的粘结力,抑制了硫在氧化皮/基体界面的偏聚、改变氧化膜的形貌与组成、内氧化程度、扩散层深度等.
关键词:
Ni3Al高温合金
,
恒温氧化
,
氧化动力学
,
hfnium
,
yttrium
田素贵
,
卢旭东
,
王涛
,
朱德刚
材料热处理学报
通过对有无NiCrAlY涂层镍基单晶合金进行不同温度的恒温氧化动力学曲线测定及组织结构观察,研究了纳米晶NiCrAlY涂层对高Cr单晶镍基合金高温氧化行为的影响。结果表明：在高温氧化期间,无涂层试样发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2O3、Cr2O3的混合氧化物,在次表层氧化物中富含元素Ta,而元素Al贫化,并在近基体区域存在内氧化物;随氧化温度升高,元素Al的贫化区尺寸增大,其中,富Ta相可抑制基体中元素Al向外扩散,延缓合金的氧化速率。合金在氧化初期增重迅速,而恒温氧化增重动力学曲线呈现起伏波动的原因,归结于表面氧化膜的形成与剥落。高Cr单晶合金经溅射NiCrAlY纳米晶涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;有涂层试样在不同温度的恒温氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,其形成的Al2O3氧化膜不发生明显的剥落,仅在基体近涂层/基体界面区域存在少量AlN内氮化物。
关键词:
镍基单晶合金
,
NiCrAlY涂层
,
等温氧化
,
内氮化
卢旭东
,
陈涛
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.04.005
采用 X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等方法,研究了 Cr5．0 Co8．0 Mo0．9 W5．5 Ta7．4 Al6．0 Re4．2合金在900和1000℃的氧化行为.结果表明,氧化动力学曲线遵循氧化初期氧化增重速率较快,氧化期间氧化动力学曲线呈波浪式变化,且呈现氧化温度越高波浪式越明显的特征.在900℃氧化300 h 后合金表面氧化物膜分为3层,外层为 NiO、Ni2 Cr2 O 4、Ni2 CoO 4和 CrTaO 4；中间层为平直的Al2 O 3层,内氧化层为Al2 O 3,氧化期间,分布在外层的 CrTaO 4抑制基体中 Al 向外扩散,并抑制氧化膜的生长,使氧化速度降低.1000℃时合金表面的氧化物膜分为2层,外层为 NiO、Ni2 Cr2 O 4、Ni2 CoO 4和CrTaO 4；内氧化层为 Al2 O 3.在900和1000℃氧化期间,合金均发生元素 Al 的内氧化和内氮化,与外氧化膜相邻的区域为元素 Al 的内氧化区,远离外氧化膜的基体内部形成元素 Al 的内氮化区,随氧化温度升高,内氧化区和内氮化区的深度增加,内氧化物和内氮化物的尺寸增大.
关键词:
镍基合金
,
恒温氧化
,
动力学曲线
,
内氧化
,
内氮化
