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Ti6Al4V表面磁控溅射NiCoCrAlY涂层的组织及性能

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.01.008

为了提高钛合金的高温抗氧化能力,采用非平衡磁控溅射技术在Ti6Al4V钛合金的表面沉积了NiCoCrAlY涂层,通过SEM,EDS和XRD分析了涂层氧化前后的物相组成和组织形貌.结果表明:长时间沉积后,受基材原始表面状态和涂层择优生长作用的影响,涂层表面有大量微米级的细小颗粒和少量直径约10 μm的圆丘形突起;NiCoCrAlY涂层成分与靶材相近.NiCoCrAlY涂层明显提高了钛合金的抗氧化性能,使其氧化增重速率大大降低.经高温氧化后,涂层与基底的界面处Ti,Ni等元素发生互扩散形成过渡层,随氧化时间延长,过渡层逐渐增厚;并且受高温作用,涂层表面化合物相晶态特征有增强的趋势.

关键词: 钛合金 , 抗氧化 , 磁控溅射 , MCrAlY , 涂层

MCrAlY材料成分改性研究进展

王皓 , 王全胜

表面技术

MCrAlY( M=Ni,Co,NiCo)合金材料由于其优异的抗氧化性能和抗腐蚀性能,作为热障涂层的粘结层材料或单层涂层得到广泛应用。简要介绍了MCrAlY涂层的组成,并系统地阐述了为提高MCrAlY粘结层材料性能,对粘结层成分进行改性的研究进展,主要包括掺杂合金元素和掺杂硬质颗粒。合金元素主要包含Re,Hf,Pt,Ta等稀土元素；硬质颗粒主要是CeO2,Al2 O3等氧化物颗粒。通过掺杂合金元素和硬质颗粒,可以使MCrAlY涂层中形成扩散障碍,改变MCrAlY的相组成,降低粘结层中Al,Cr等元素的扩散速率,从而有效地降低TGO的生长速率,延缓TGO中尖晶石相的形成,提高MCrAlY涂层的抗氧化性能。

关键词: MCrAlY , 改性 , 合金元素 , 硬质颗粒

高温抗氧化多孔金属材料的激光烧结制备

高雪松 , 田宗军 , 刘志东 , 沈理达 , 黄因慧

复合材料学报

利用激光烧结技术制备316不锈钢/MCrAlY复合多孔金属材料。利用扫描电镜及轮廓仪表征了激光烧结试样的形貌, 研究了在激光作用下聚苯乙烯空心球造孔剂的造孔机制。同时对烧结试样的力学性能及高温抗氧化性能进行了测试。结果表明：成形孔洞平均分布在20 μm左右, 孔隙率为61%, 孔洞与孔洞之间有序的排布, 孔壁之间连接较好, 贯通性良好, 聚苯乙烯空心球造孔剂起到了重要的作用。烧结试样压缩强度达到4.78 MPa; 在900℃下氧化50 h增重仅为3.49 mg/cm^2。

关键词: 激光烧结 , 多孔金属 , 抗氧化 , MCrAlY , 微观结构

微弧火花沉积3种不同MCrAlY 涂层的组织与性能评价

谢玉江 , 王德 , 王明生 , 叶威

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64274-7

应用微弧火花沉积工艺(ESD)制备了3种不同 Al 含量(5%，8%，12%)的 MCrAlY 涂层，并采用 SEM 和XRD 比较研究了显微组织和高温氧化行为。结果表明：随 Al 含量的增加，涂层的相组成由γ-Ni 固溶体变成γ-Ni+β-NiAl 亚共晶，再变成γ-Ni+β-NiAl 过共晶，而相应的凝固组织也由胞状结构团簇变成胞状枝晶再变成带有二次枝晶臂的粗大枝晶。当暴露在1000°C 下时，Al 含量越高，涂层形成θ-Al2O3的趋势越明显。当氧化时间达到100 h 后，所有涂层表面都生成致密且结合良好的α-Al2O3氧化层，但当 Al 含量升高，α-Al2O3氧化层厚度和残余θ-Al2O3含量都随之增加。

关键词: MCrAlY , 微弧火花沉积 , 显微组织 , 氧化行为

活性元素影响MCrAlY涂层氧化性能的研究进展

宋鹏 , 陆建生 , 赵宝禄 ,

材料导报

添加微量活性元素可以提高MCrAlY涂层的高温抗氧化性能,从而提高能量转化效率.讨论了目前活性元素效应的研究进展,以及涂层的主要制备方法及其优缺点,并重点分析了活性元素在MCrAlY涂层中的存在形式和作用模型,初步探索了未来需着重解决的问题.

关键词: 高温氧化 , MCrAlY , 活性元素效应 , 氧化膜

钛合金表面非平衡磁控溅射沉积NiCoCrAlY涂层

王宝云 , 李争显 , 杜继红 , 严鹏 , 姬寿长

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2009.06.008

采用非平衡磁控溅射技术在TCA钛合金表面沉积NiCoCrAlY抗烧蚀涂层,分析了不同溅射工艺下沉积涂层的微观结构以及对涂层组织的影响.结果表明:溅射沉积涂层成分主要与靶材成分均匀性有关,沉积涂层的成分与靶材成分基本一致;溅射过程中由于涂层表面不均匀的择优生长,造成涂层表面粗糙度有提高的趋势,涂层表面会产生大量的微米级的颗粒状突起以及出现少量直径约十几个微米的圆丘形突起,都呈现中心高、四周低的特征.实验制备涂层厚度在7～60 μm之间,组织致密,厚度均匀,与基体结合良好,涂层增厚与溅射时间呈线性关系.XRD分析说明涂层表面主要是AlNi3,Al0.9Ni4.22相,其他涂层元素以非晶态存在,随涂层沉积时间延长,涂层表面晶态结构发生破坏,涂层元素之间形成的化合物相趋于消失.

关键词: 钛合金 , 表面 , 磁控溅射 , MCrAlY , 涂层

热喷涂高温抗氧化耐磨损涂层的研究

池来俊 , 樊自拴 , 肖旭东 , 吴旭 , 孙冬柏

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.02.014

为研究涂层的耐磨损性能与高温抗氧化性能,制备一种低成本的NiCoCrAlYW粉末,与已经产业化的CoCrAlYTa粉末进行比较.对2种粉末进行了XRD、SEM、EDS分析,自制粉末颗粒呈块状,颗粒度为180~320目.用等离子喷涂工艺制备涂层,自制NiCoCrAlYW粉末的沉积效果比商品粉末好.对2种涂层进行了组织形貌分析、XRD物相检测及能谱分析.在高温抗氧化、DTA/TG热重差热分析实验中,2种涂层表现出良好的抗氧化性.在磨损实验中,自制粉末喷涂涂层的磨损率与商品粉末制备的涂层比较接近.在硬度检测中,CoCrAlYTa涂层显微硬度为800HV 左右,NiCoCrAlYW涂层的显微硬度低于前者,但是不影响其耐磨损性能.

关键词: MCrAlY , 等离子喷涂 , 抗氧化 , 磨损率

热障涂层界面扩散阻挡层研究进展

张晓囡 , 张华芳 , 李庆芬 , 郑玉峰

材料导报

介绍了热障涂层体系陶瓷层/粘结层界面的氧化过程和粘结层/基体界面金属元素的互扩散现象,重点综述了采用阻挡层控制界面氧化和金属元素互扩散的国内外研究进展.氧化扩散阻挡层都含有Al元素,目的是在界面处形成致密的Al2O3保护膜;金属元素扩散阻挡层的选择要同时考虑它对元素扩散的阻挡作用和对界面结合力的影响.

关键词: 热障涂层 , 界面扩散TGO , MCrAlY , 扩散阻挡层

爆炸喷涂工艺制备MCrAlY+Al2O3 金属陶瓷涂层

曾召军

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.05.020

为了提高高温合金材料的高温抗氧化性,利用爆炸喷涂工艺制备了MCrAlY+Al2O3金属陶瓷涂层.比较了采用压缩空气和N2作为保护气体对涂层性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计对涂层性能进行了分析,在此基础上,进一步研究了涂层的结合强度,并对涂层的高温抗氧化性能进行了测试.结果表明:采用N2作为保护气体,涂层均匀致密,孔隙率小,显微硬度合格;涂层与基体的结合强度达到了95MPa,涂层具有良好的抗氧化性能.

关键词: MCrAlY , 爆炸喷涂 , 高温涂层 , 组织形貌 , 金属陶瓷涂层