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等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

高原 , 韦文竹 , 袁琳 , 陈选楠 , 王成磊 , 陆小会 , 张焱 , 吴炜钦 , 张光耀

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜.对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍；在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍；在3.5％的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍.

关键词: 铬镍共渗 , 氮化钛薄膜 , 不锈钢 , 点蚀 , 腐蚀

铝合金表面2％CeO2/Ni60A激光熔覆层的组织及耐腐蚀性能

张光耀 , 王成磊 , 高原 , 韦文竹 , 陆小会 , 张焱 , 吴炜钦

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201507014

利用激光熔覆技术在6063铝合金表面制备了2％(质量分数)CeO2/Ni60A熔覆层,对它的显微组织、显微硬度和耐腐蚀性能等进行了研究,并与Ni60A合金熔覆层和6063铝合金的进行了对比.结果表明:与Ni60A熔覆层相比,2％CeO2/Ni60A熔覆层的组织更均匀,晶粒更细小,气孔等缺陷更少,且生成了微量Cr3C2、Fe2C、SiC、Fe23(C,B)6等硬质相;在相同的深度处,2％CeO2/Ni60A熔覆层的显微硬度明显高于Ni60A熔覆层的,且最高可达1 180 HV;在1mol·L-1H2SO4、3.5％ NaCl和lmol·L-1 NaOH腐蚀溶液中,2％CeO2/Ni60A熔覆层的耐腐蚀性能明显优于Ni60A熔覆层和6063铝合金的.

关键词: 激光熔覆 , CeO2 , Ni60A合金 , 耐腐蚀性能

201不锈钢表面弧光离子镀TiN和CrN薄膜的耐蚀性

马志康 , 高原 , 蔡航伟 , 王成磊 , 袁琳 , 张焱 , 吴炜钦

腐蚀与防护

利用弧光离子镀设备,对201不锈钢表面进行离子沉积TiN薄膜和CrN薄膜.分别在3.5％ NaCl溶液、1 mol·L-1NaOH溶液和1 mol·L-1 H2SO4溶液中进行电化学腐蚀性能测试.结果表明,通过弧光离子镀技术在201不锈钢表面分别形成了厚度为1.2 μm的致密TiN薄膜和3μm的致密CrN薄膜；201不锈钢、TiN薄膜和CrN薄膜在3.5％的NaCl溶液中耐蚀性相当；在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是201不锈钢的2倍,CrN薄膜的耐蚀性是201不锈钢的24倍,TiN薄膜的12倍；在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比201不锈钢分别提高20倍和26倍.

关键词: 弧光离子镀 , TiN薄膜 , CrN薄膜 , 耐蚀性

等离子W-Mo-Dy及W-Mo共渗的组织结构研究

高原 , 吴炜钦 , 张焱 , 张维 , 王成磊 , 马志康 , 蔡航伟

中国稀土学报 doi:10.11785/S1000-4343.20130404

在不同含碳量的钢表面进行等离子W-Mo-Dy和W-Mo共渗,采用光学显微镜观察合金渗层的显微组织和厚度,使用X射线衍射仪(XRD)对合金渗层进行相结构分析,利用附带能谱仪的扫描电镜(SEM)对合金渗层进行形貌观察和成分检测.研究结果表明:稀土Dy能促进合金元素的扩散使合金渗层厚度增加,20钢、45钢、T8钢W-Mo-Dy和W-Mo共渗合金层厚度分别为128,75,47 μm及107,59,26μm;W-Mo-Dy共渗组织较W-Mo共渗组织更细小,多为等轴晶,而后者为柱状晶;W-Mo-Dy共渗合金层中有析出的第二相,由Fe,Mo,Dy构成;20钢的W-Mo-Dy共渗合金层主要由Fe(W,Mo,Dy),Dy2O3和少量的DyFe10Mo2,Dy等相组成,在45钢和T8钢表层出现M6C碳化物,随着含碳量增加,碳化物的含量也增加;W-Mo共渗合金层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密,W-Mo-Dy共渗的表面形貌在胞状组织的中心出现块状的结晶组织.

关键词: 合金化 , 等离子 , 稀土元素

4Cr13不锈钢表面镀TiN薄膜组织结构及性能的研究

张焱 , 高原 , 吴炜钦 , 王成磊 , 庞泽鹏 , 程敏楠

材料导报

采用多弧离子镀技术在4Cr13不锈钢上沉积TiN薄膜,在其他参数不变的条件下,研究不同弧电流下薄膜的组织、结构及性能.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪和往复式摩擦磨损仪分别对薄膜进行表面形貌观察,物相分析,以及表面硬度、结合力、耐磨性检测.实验结果表明:孤电流对薄膜的表面形貌有明显的影响,随着弧电流的增大,薄膜表面的液滴数目和尺寸逐步增大;薄膜的相结构主要由TiN相组成,在(111)面有较强的择优取向,且随着弧电流的增大,衍射峰强度略有增加;随着孤电流的增大,薄膜的硬度先增大后减小,硬度值最大为2897HV;随着弧电流的增大,薄膜的结合力先增大后减小,当弧电流为105 A时,薄膜的结合力最大,为75 N;随着弧电流的增大,薄膜的摩擦系数先减小后增大,当弧电流为105 A时,薄膜的耐磨性最好.

关键词: 弧电流 , TiN薄膜 , 不锈钢 , 结合力 , 耐磨性

等离子钨、钼和钇共渗时钇原子对渗层的交互作用

张焱 , 高原 , 吴炜钦 , 韦文竹 , 陆小会 , 张光耀

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.02.013

利用双层辉光等离子渗金属技术,在20号钢表面进行钨-钼-钇和钨-钼共渗,并获得合金渗层.利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)进行微观组织分析和成分分布检测,用X射线衍射仪(XRD)进行结构分析,用Fick第二扩散定律分别计算上述二元共渗和三元共渗渗层的钨、钼扩散系数以及扩散激活能.研究表明:钨-钼-钇和钨-钼共渗渗层组织均为柱状晶,渗层与基体之间有一条分界线.稀土钇的加入细化了渗层的组织;钨-钼-钇共渗层物相主要为:Fe(W,Mo,Y),Fe3Mo,Fe17Y2,W,Y等;钨-钼共渗渗层物相主要为:Fe(W,Mo);钇的加入使渗层中钼在距表面12～15,24 ～ 25,35～ 36 μm处的扩散系数分别提高了1.72,1.85,2.10倍,平均增大1.89倍.而钨原子的扩散系数在加入稀土元素后减小了0.92,0.99,0.76,平均降低了0.89倍;稀土钇的加入降低了钼原子的扩散激活能,说明了稀土钇对钼具有催渗作用,但对钨没有催渗作用.

关键词: 稀土 , 扩散 , 激活能 , 扩散系数

多弧离子镀CrN薄膜的耐腐蚀性能

张焱 , 高原 , 吴炜钦

材料保护

单相CrN薄膜较难制取,国外已形成商用,而国内相关研究尚处于起步阶段.采用多弧离子镀技术在45钢表面沉积CrN薄膜,通过扫描电镜观察了CrN薄膜的表面形貌,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,分别讨论了CrN薄膜在3.5％ NaCl溶液、1 mol/L NaOH溶液和1 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀性能,在其他制备参数不变的条件下,考察了氩氮流量比对薄膜组织结构以及性能的影响.结果表明:随着氩氮流量比的减小,CrN薄膜表面的液滴尺寸和数目逐渐减小;薄膜主要以CrN相为主,随着氩氮流量比的增大,CrN(110)的峰值逐渐减弱,CrN(200)的峰值逐渐增强;随着氩氮流量比的减小,CrN薄膜在3.5％NaCl溶液、1 mol/L NaOH溶液和1mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性均得到提高,在氩氮流量比1:3时,薄膜的耐腐蚀性最佳.

关键词: 多弧离子镀 , CrN薄膜 , 耐蚀性 , 氩氮流量比 , 45钢