热障涂层的研究进展与发展趋势 被引量：23

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作者 李美姮 胡望宇 +2 位作者 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期41-45,共5页

热障涂层一般由金属粘结层和具有低热导率的陶瓷顶层组成,应用于涡轮发动机的热端部件可显著提高其使用温度,延长部件的使用寿命,提高发动机的效率。综述了热障涂层的成分选择、制备方法及等离子喷涂和电子束物理气相沉积2种热障涂层的... 热障涂层一般由金属粘结层和具有低热导率的陶瓷顶层组成,应用于涡轮发动机的热端部件可显著提高其使用温度,延长部件的使用寿命,提高发动机的效率。综述了热障涂层的成分选择、制备方法及等离子喷涂和电子束物理气相沉积2种热障涂层的典型结构,分析了热障涂层的剥落失效机理,并简单介绍了热障涂层的寿命预测模型和隔热特性的研究。 展开更多

关键词 热障涂层 发展趋势 研究进展 电子束物理气相沉积 寿命预测模型 涡轮发动机 等离子喷涂 热端部件 使用寿命 典型结构 制备方法 失效机理 热导率 粘结层 热特性 金属 剥落

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抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固参数和凝固组织的影响 被引量：11

2

作者 金涛 李金国 +4 位作者 赵乃仁 王震 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期36-39,48,共5页

研究了不同的铸型抽拉速率对镍基单晶高温合金 DD98的凝固参数及显微组织的影响。结果表明 ,随着抽拉速率降低 ,固 -液界面前沿的温度梯度显著提高 ,糊状区宽度减小。抽拉速率较低时 ,温度梯度在整个凝固过程中变化比较平稳。提高抽拉... 研究了不同的铸型抽拉速率对镍基单晶高温合金 DD98的凝固参数及显微组织的影响。结果表明 ,随着抽拉速率降低 ,固 -液界面前沿的温度梯度显著提高 ,糊状区宽度减小。抽拉速率较低时 ,温度梯度在整个凝固过程中变化比较平稳。提高抽拉速率使 DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固 ,γ′相尺寸减小 ,并且由不规则形状逐渐变为规则的立方体形状 ,γ/γ′共晶量增加 ,共晶中的初生 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 抽拉速率 凝固参数 显微组织 定向凝固 DD98

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一种热障涂层的形貌和相结构特征研究 被引量：11

3

作者 李美姮 张重远 +2 位作者 孙晓峰 胡望宇 管恒荣 《材料导报》 EI CAS CSCD 2001年第1期71-73,共3页

研究了一种热障涂层的形貌和相结构组成。溅射NiCrAlY粘结层由γ-N_1相和β-NiAl相组成,是柱状结构,其晶粒度小,属于微晶,有利于形成α-Al_2O_3膜。溅射NiCrAlY粘结层经真空处理后,发生γ和γ′的转变,以及β-NiAl和脱溶。EB-PVD TBC具... 研究了一种热障涂层的形貌和相结构组成。溅射NiCrAlY粘结层由γ-N_1相和β-NiAl相组成,是柱状结构,其晶粒度小,属于微晶,有利于形成α-Al_2O_3膜。溅射NiCrAlY粘结层经真空处理后,发生γ和γ′的转变,以及β-NiAl和脱溶。EB-PVD TBC具有开放性的柱状结构,并且存在大量的t′-ZrO_2相,使涂层性能大大优化。 展开更多

关键词 热障涂层 微晶 柱状晶结构 形貌 合金 陶瓷涂层 相结构

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长期时效对DZ951合金γ′相的影响 被引量：13

4

作者 夏鹏成 禹文芳 +3 位作者 于金江 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期8-11,共4页

研究了定向凝固DZ951镍基高温合金在长期时效过程中的组织演化。结果表明:随着时效温度和时间的增加,γ′粗化形筏。形筏时间随时效温度的升高而减少。形筏驱动力为弹性应变能和界面能的降低。γ′长大受元素扩散控制,长大遵循LSW理论,... 研究了定向凝固DZ951镍基高温合金在长期时效过程中的组织演化。结果表明:随着时效温度和时间的增加,γ′粗化形筏。形筏时间随时效温度的升高而减少。形筏驱动力为弹性应变能和界面能的降低。γ′长大受元素扩散控制,长大遵循LSW理论,长大激活能为294kJ/mol左右。由于DZ951合金γ′相中含有较多的高熔点元素W,Mo和Nb等,从而提高γ′相的稳定性,增加γ′长大激活能。合金在长期时效过程中未出现拓扑密排相(Topological Close-PackedPhase,TCP Phase)等有害相,表明DZ951合金具有较好的组织稳定性。 展开更多

关键词 DZ951合金 长期时效 γ′相 形筏

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热障涂层的发展现状 被引量：24

5

作者 张玉娟 张玉驰 +3 位作者 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 沈嘉年 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期26-29,共4页

热障涂层 (TBC)是目前最为先进的高温防护涂层之一 ,其具有良好的隔热效果与抗高温氧化性能。综述了TBC的制备工艺、结构特征与涂层材料的选择 ,归纳了涂层的主要失效形式 ,并对失效机理加以分析。

关键词 热障涂层(TBC) Y2O3-ZrO2(YSZ)结构 失效

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EB-PVD热障涂层的热循环失效机理 被引量：10

6

作者 李美姮 张重远 +4 位作者 孙晓峰 宫声凯 胡望宇 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期20-23,共4页

采用电子束物理气相沉积方法 (EB- PVD)在 Ni Cr Al Y粘结层上沉积 Y2 O3部分稳定的 Zr O2 陶瓷层。对样品进行了 10 5 0℃的热循环实验。结果表明 ,沉积态陶瓷层表面比较致密 ,其柱状晶粒簇拥成团 ,晶粒簇间存在间隙。随着热循环不断进... 采用电子束物理气相沉积方法 (EB- PVD)在 Ni Cr Al Y粘结层上沉积 Y2 O3部分稳定的 Zr O2 陶瓷层。对样品进行了 10 5 0℃的热循环实验。结果表明 ,沉积态陶瓷层表面比较致密 ,其柱状晶粒簇拥成团 ,晶粒簇间存在间隙。随着热循环不断进行 ,陶瓷层表面变得疏松 ,晶粒簇间距增大 ,相邻较大的间隙互相连接成微裂纹 ,并逐渐横向及纵向扩展。 10 5 0℃循环 2 0 0次 ,粘结层氧化物是均匀连续的一薄层 ,主要由 Al2 O3组成 ;循环 30 0次后 ,出现了 Ni O、尖晶石等氧化物。根据显微结构观察和 EDS、 XRD分析结果 ,提出了 EB- PVD热障涂层热循环的失效机理。 展开更多

关键词 电子束物理气相沉积 热障涂层 热循环 失效机理

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低压等离子喷涂NiCrAlY涂层的恒温氧化特征分析 被引量：10

7

作者 张玉娟 孙晓峰 +3 位作者 金涛 刘敏 管恒荣 胡壮麒 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期14-16,共3页

低压等离子喷涂 (LPPS)NiCrAlY涂层在 110 0℃恒温氧化 10 0h ,氧化动力学曲线为抛物线状 ,氧化速率常数kp=0 .5 2× 10 - 6 mg- 2 ·cm- 4·s- 1,涂层表面生成α -Al2 O3 保护膜 ,并有Y富集其中。氧化初期 ,氧化膜中夹杂... 低压等离子喷涂 (LPPS)NiCrAlY涂层在 110 0℃恒温氧化 10 0h ,氧化动力学曲线为抛物线状 ,氧化速率常数kp=0 .5 2× 10 - 6 mg- 2 ·cm- 4·s- 1,涂层表面生成α -Al2 O3 保护膜 ,并有Y富集其中。氧化初期 ,氧化膜中夹杂少量θ -Al2 O3 ,很快转变成α -Al2 O3 。氧化膜随氧化时间的延长而增厚 ,并局部与基体开裂、剥落 。 展开更多

关键词 低压等离子喷涂 特征 NICRALY涂层 恒温氧化 表面氧化膜

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籽晶法生长高温合金单晶凝固界面研究 被引量：9

8

作者 赵乃仁 李金国 +6 位作者 刘金来 王志辉 金涛 孙晓峰 管恒荣 杨洪才 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期24-27,共4页

研究了籽晶法生长单晶高温合金中固液界面的演变规律。实验结果表明:在籽晶法生长高温合金单晶的起始过程中,凝固系统经非稳态自组织过程达到稳态生长,凝固界面经历了由平界面—胞状界面—枝晶界面的转化过程,胞枝晶间距根据凝固参数及... 研究了籽晶法生长单晶高温合金中固液界面的演变规律。实验结果表明:在籽晶法生长高温合金单晶的起始过程中,凝固系统经非稳态自组织过程达到稳态生长,凝固界面经历了由平界面—胞状界面—枝晶界面的转化过程,胞枝晶间距根据凝固参数及初始形态自行调整,其调整模式主要有竞争淘汰、尖端开裂和高次分枝三种。在生长起始端存在着籽晶与单晶的融合区,融合区的成分取决于籽晶成分和单晶成分。 展开更多

关键词 单晶高温合金 晶体生长 籽晶 固液界面

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单晶凝固组织的样品尺寸效应 被引量：8

9

作者 郑启 侯桂臣 +3 位作者 孙晓峰 金涛 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期24-27,共4页

通过对不同直径的单晶样品的凝固实验 ,研究了样品尺寸对单晶凝固组织的影响规律。研究发现 ,随样品尺寸减小 ,单晶凝固组织被细化 ,尤其一次枝晶间距λ1 和枝晶间γ′相尺寸对样品尺寸的依赖性更为明显 ;样品尺寸影响的本质在于比表面... 通过对不同直径的单晶样品的凝固实验 ,研究了样品尺寸对单晶凝固组织的影响规律。研究发现 ,随样品尺寸减小 ,单晶凝固组织被细化 ,尤其一次枝晶间距λ1 和枝晶间γ′相尺寸对样品尺寸的依赖性更为明显 ;样品尺寸影响的本质在于比表面积的变化 ,进而对凝固过程温度梯度产生影响 ,最终作用于凝固组织和力学性能 ;一次枝晶间距 λ1和枝晶间 γ′尺寸与样品的比表面积近似呈线性关系 ;样品尺寸变化 。 展开更多

关键词 单晶高温合金 凝固组织 样品尺寸效应 凝固行为

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钴,钨和钛对镍基单晶高温合金铸态组织的影响 被引量：7

10

作者 阳大云 金涛 +4 位作者 赵乃仁 王志辉 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2003年第z1期17-20,共4页

采用正交实验方法研究了Co,W和Ti对镍基单晶高温合金铸态组织的影响。结果表明,Ti元素偏析于枝晶间并扩大了合金的凝固温度范围,从而显著影响铸态合金中的共晶数量,随着Ti含量的增加,合金中的共晶数量大幅度增加。Co使合金的初熔温度略... 采用正交实验方法研究了Co,W和Ti对镍基单晶高温合金铸态组织的影响。结果表明,Ti元素偏析于枝晶间并扩大了合金的凝固温度范围,从而显著影响铸态合金中的共晶数量,随着Ti含量的增加,合金中的共晶数量大幅度增加。Co使合金的初熔温度略有降低。在具有大量共晶的高W合金的铸态组织中出现了富W相。 展开更多

关键词 高温合金 单晶 凝固组织 溶质偏析 化学成分

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镍基高温合金用CaO坩埚真空感应熔炼脱氧研究 被引量：6

11

作者 牛建平 孙晓峰 +3 位作者 金涛 杨克努 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期36-38,42,共4页

研究了使用 Ca O坩埚真空感应熔炼 Ni- 6 Cr- 2 Mo- 6 W- 5 Co合金过程中碳与氧的变化及加碳和铝的脱氧作用。结果表明 ,碳脱氧主要表现在熔化期 ,通常可脱除 40 %～ 80 %的氧 ;铝可以进一步脱氧至 0 .0 0 0 4%～ 0 .0 0 0 6 %。从热力... 研究了使用 Ca O坩埚真空感应熔炼 Ni- 6 Cr- 2 Mo- 6 W- 5 Co合金过程中碳与氧的变化及加碳和铝的脱氧作用。结果表明 ,碳脱氧主要表现在熔化期 ,通常可脱除 40 %～ 80 %的氧 ;铝可以进一步脱氧至 0 .0 0 0 4%～ 0 .0 0 0 6 %。从热力学上计算了镍合金液中 C— O,Al—O反应的平衡值。结果表明 :C— O反应远未达到平衡 ,而 Al- O反应在 15 0 0℃能脱氧至 0 .0 0 0 6 展开更多

关键词 镍基高温合金 真空感应熔炼 CAO坩埚 脱氧 碳化钙

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高W型Ni基高温合金M963中碳化物研究 被引量：6

12

作者 何立子 孙晓峰 +4 位作者 郑启 侯贵臣 张承忠 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期40-43,共4页

研究了一种高W,Mo的Ni基高温合金M963中碳化物的种类、形态、分布及产生的相关工艺条件和形成机理。实验研究发现,根据碳化物产生的热力学条件不同,可以把M963合金中出现的碳化物分为:遗传型碳化物、自发形核型碳化物和析出型碳化物三... 研究了一种高W,Mo的Ni基高温合金M963中碳化物的种类、形态、分布及产生的相关工艺条件和形成机理。实验研究发现,根据碳化物产生的热力学条件不同,可以把M963合金中出现的碳化物分为:遗传型碳化物、自发形核型碳化物和析出型碳化物三类。未熔体处理的合金组织中以粗大的块状遗传型MC碳化物为主,遗传型碳化物多分布于晶界和枝晶间。经过熔体处理后,合金中开始出现自发形核的共晶型汉字碳化物,在更高的熔体处理温度1850℃以上,出现了自发形核的非共晶型颗粒碳化物,自发形核碳化物多分布于枝晶间。随熔体处理温度的升高,碳化物形态的变化顺序为:块状→汉字形→颗粒状,碳化物的尺寸变小,分布更加均匀。 展开更多

关键词 M963合金 熔体处理 碳化物 形态 分布

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单晶高温合金中的碳化物演化及其作用的研究 被引量：9

13

作者 刘丽荣 金涛 +2 位作者 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2007年第5期12-16,共5页

研究了一种含微量(0.015%)碳的镍基单晶高温合金在热处理和持久过程中的碳化物演化机制以及各种碳化物对合金持久性能的影响。研究结果表明:含有少量碳的合金在枝晶间区域形成少量的MC碳化物;部分MC碳化物在合金热处理和持久试验过程中... 研究了一种含微量(0.015%)碳的镍基单晶高温合金在热处理和持久过程中的碳化物演化机制以及各种碳化物对合金持久性能的影响。研究结果表明:含有少量碳的合金在枝晶间区域形成少量的MC碳化物;部分MC碳化物在合金热处理和持久试验过程中发生了由MC向M6C的碳化物转变;在较高温度的持久实验过程中,有立方形的二次M6C碳化物析出,在较低温度下,有二次M23C6碳化物共格析出,两者都起到阻碍位错运动的作用。与基体合金相比,含微量碳的单晶高温合金的持久性能较高。 展开更多

关键词 单晶高温合金 碳化物 持久性能

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定向凝固钴基高温合金DZ40M的热处理研究 被引量：12

14

作者 姜文辉 管恒荣 胡壮麒 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2001年第1期1-5,共5页

研究了热处理对新研制的定向凝固钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响。结果表明 :12 80℃ / 4h固溶处理可完全溶解DZ40M合金中初生碳化物M7C3 和MC ,合金成为单相固溶体。95 0℃和 10 5 0℃时效处理可使DZ40M合金发生硬化 ,以 95 0℃时... 研究了热处理对新研制的定向凝固钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响。结果表明 :12 80℃ / 4h固溶处理可完全溶解DZ40M合金中初生碳化物M7C3 和MC ,合金成为单相固溶体。95 0℃和 10 5 0℃时效处理可使DZ40M合金发生硬化 ,以 95 0℃时效硬化效果更为明显 ,相应的峰时效制度为 95 0℃ / 12h和 10 5 0℃ / 2 4h。时效处理引起M2 3 C6沉淀析出。 95 0℃ / 12h时效显著提高DZ40M合金室温强度和高温持久寿命 ,同时也减少了合金塑性 ,但合金仍保持一定的塑性。 10 5 0℃ / 2 4h虽然能增加室温拉伸性能 。 展开更多

关键词 热处理 钴基高温合金 定向凝固 时效硬化 DZ40M

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DZ40M钴基合金的高温内氧化现象 被引量：11

15

作者 刘培生 孙晓峰 管恒荣 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 1998年第1期25-27,共3页

观察了DZ40M钴基合金在99～1100℃下，经不同时间空气氧化后的内部组织，发现该合金在各曝露温度下均产生了内氧化区，该区靠近外氧化层处主要是Cr的内氧化而离外氧化层较远处主要是Al的内氧化，且随着温度的提高，内氧化物由颗粒状向... 观察了DZ40M钴基合金在99～1100℃下，经不同时间空气氧化后的内部组织，发现该合金在各曝露温度下均产生了内氧化区，该区靠近外氧化层处主要是Cr的内氧化而离外氧化层较远处主要是Al的内氧化，且随着温度的提高，内氧化物由颗粒状向外状过渡。另外，温度越高，氧化越深入，外氧化层越易开裂和剥落。 展开更多

关键词 钴基合金 内氧化 高温氧化 DZ40M 高温合金

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钴基合金铝化物涂层在高温氧化过程中的主要退化方式 被引量：4

16

作者 刘培生 梁开明 +4 位作者 顾守仁 孙晓峰 管恒荣 金涛 杨克努 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期13-15,共3页

铝化物涂层在高温氧化过程中主要以两种方式退化 ,一是涂层的表面氧化退化 ,二是涂层的内扩散退化。DZ40 M钴基高温合金铝化物涂层经 90 0℃和 10 0 0℃两个温度下的高温氧化后的组织结构变化表明 ,该涂层在 90 0℃时以氧化引起的退化为... 铝化物涂层在高温氧化过程中主要以两种方式退化 ,一是涂层的表面氧化退化 ,二是涂层的内扩散退化。DZ40 M钴基高温合金铝化物涂层经 90 0℃和 10 0 0℃两个温度下的高温氧化后的组织结构变化表明 ,该涂层在 90 0℃时以氧化引起的退化为主 ,而在 10 0 0℃时则以内扩散引起的退化为主。通过理论分析可知 ,涂层以何种退化方式为主 ,既取决于氧化温度 。 展开更多

关键词 铝化物涂层 钴基合金 高温氧化 退化方式 低压气相沉积

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高温合金热疲劳实验机的研制及实验研究 被引量：5

17

作者 夏鹏成 韩冠朋 +4 位作者 谢鲲 于金江 孙晓峰 管恒荣 胡壮麒 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期20-22,35,共4页

介绍了用于测试高温合金热疲劳性能的热疲劳实验机。该实验机主要用于定性地测量合金在某一条件下循环规定的次数后热疲劳裂纹扩展的长度,或热疲劳裂纹在扩展一定长度下循环的次数。该实验机的优点是:完全自动化、运行灵活、定位准确。... 介绍了用于测试高温合金热疲劳性能的热疲劳实验机。该实验机主要用于定性地测量合金在某一条件下循环规定的次数后热疲劳裂纹扩展的长度,或热疲劳裂纹在扩展一定长度下循环的次数。该实验机的优点是:完全自动化、运行灵活、定位准确。通过对DZ951定向凝固镍基高温合金进行实验研究,表明该热疲劳实验机具有较好的稳定性和可靠性。DZ951合金主要通过铝和铬元素氧化,产生氧化孔洞。热疲劳裂纹通过孔洞相互连接萌生和扩展。合金具有两条热疲劳裂纹,且扩展具有一定方向,与枝晶生长方向成45°扩展。 展开更多

关键词 热疲劳 实验机 高温合金 裂纹

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DZ40M合金铝化物涂层的高温氧化蚀点现象 被引量：3

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作者 刘培生 管恒荣 +4 位作者 孙晓峰 金涛 杨克努 梁开明 顾守仁 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期7-8,44,共3页

DZ40 M钴基合金铝化物涂层在高温氧化过程中的失效特点 ,是在氧化膜之上产生隆起的深色蚀点。蚀点的出现标志着涂层局部失效的开始。蚀点增加并长大 ,则对应着涂层失效面积的扩展。形成的蚀点最终覆盖整个涂层表面 ,意味着涂层完全失效。

关键词 铝化物涂层 钴基合金 高温氧化 蚀点 失效 航空发动机 涡轮叶片

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一种镍基单晶合金高温长期时效后的组织与力学性能 被引量：5

19

作者 任英磊 金涛 +1 位作者 管恒荣 胡壮麒 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期14-17,共4页

研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金组织和在1010℃/248MPa条件下的持久性能的影响。结果表明:950℃时效500h以前,合金的持久性能变化不大,时效1000h后合金的持久性能大幅度降低,1050℃时效100h后,合金的持久性能便开始明显下降,持... 研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金组织和在1010℃/248MPa条件下的持久性能的影响。结果表明:950℃时效500h以前,合金的持久性能变化不大,时效1000h后合金的持久性能大幅度降低,1050℃时效100h后,合金的持久性能便开始明显下降,持久性能降低的原因是γ′相尺寸的增大及形状不规整。合金在950℃时效500h和1050℃时效100h后,γ′相开始沿不同的[100]方向长大,γ/γ′相界面能和弹性应变能的降低是γ′相长大的驱动力。 展开更多

关键词 单晶合金 长期时效 γ'相 持久性能

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ZrO_2-Ni等离子喷涂涂层的残余应力 被引量：3

20

作者 胡望宇 管恒荣 +3 位作者 孙晓峰 李诗卓 福本昌宏 冈根功 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期3-5,共3页

对不同镍含量的ＺｒＯ２－Ｎｉ等离子喷涂层采用Ｘ射线应力分析技术测试涂层表面应力，用曲率测试应力分析方法测定涂层平均应力，两者有较好的相关性，均表明涂层的残余应力为较小张应力。据测试的曲率半径估算了二层、三层、四层和六... 对不同镍含量的ＺｒＯ２－Ｎｉ等离子喷涂层采用Ｘ射线应力分析技术测试涂层表面应力，用曲率测试应力分析方法测定涂层平均应力，两者有较好的相关性，均表明涂层的残余应力为较小张应力。据测试的曲率半径估算了二层、三层、四层和六层阶梯涂层各层的平均残余应力和涂层喷涂的平均温度，结果表明多层过渡结构对改善涂层残余应力作用甚微，所估算的喷涂温度与实际操作条件基本相符。 展开更多

关键词 应力 金属陶瓷 二氧化锆 镍 等离子喷涂 涂层

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