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TC4表面镍基涂层的微观组织及高温抗变形性能
1
作者 付宇明 李长城 +1 位作者 闫茂荣 郑立娟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期108-117,共10页
为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不... 为研究TC4表面激光熔覆涂层的耐高温抗变形性能,采用激光熔覆技术,以GH4169镍基高温合金粉末为基粉,HfC、ZrC、TaC、NbC过渡族碳化物为增强相,在TC4基材上制备不同比例的镍基金属-多元陶瓷复合涂层,通过组织表征和性能测试系统研究了不同多元陶瓷粉末含量涂层的微观组织、涂层硬度和高温抗变形能力。研究结果表明:碳化物陶瓷增强相的添加使涂层微观组织细化,硬度得到提升,当陶瓷增强相添加量为15%时涂层硬度最高,是基材的2.54倍;随温度升高,纯镍基熔覆涂层内部枝晶组织发生了溶解和分离,并逐渐等轴化;添加15%陶瓷粉末的镍基熔覆涂层中出现了枝晶破碎情况,熔覆层中弥散分布的陶瓷增强相发生了聚集长大现象;在3种高温压缩试验温度(700、800、900℃)下,试件的最大等效应力和最大等效应变均出现在基材内部,相比于TC4试件,激光熔覆试件在涂层结合区产生应力突变,涂层的抗变形能力有所增强。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光熔覆 微观组织 显微硬度 高温压缩
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TiFe基储氢合金活化及电化学性能研究进展
2
作者 孙丽丽 关宁 +1 位作者 王勇 李永存 《材料导报》 北大核心 2025年第4期109-117,共9页
能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种... 能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种储氢材料中,TiFe基合金因其低成本和高储氢容量等特点备受青睐,也作为Ni-MH燃料电池的负极材料成为现代研究的焦点。TiFe基合金属于AB型储氢合金的典型代表,具有潜在的高理论储氢容量,而且在室温下表现出良好的可逆吸放氢性能。然而,TiFe基合金的应用面临一些挑战。首先,合金的激活过程要求极端条件,这增加了制备的复杂性。其次,合金在吸放氢过程中容易受到毒化作用的影响,这可能降低其性能。最后,合金的吸放氢动力学性质的波动也可能对其在电化学应用中的性能产生不利影响。这些问题限制了TiFe基合金在商业化应用中的进一步发展。单元素合金化或多元素合金化可以有效改变TiFe基合金的成分布局和晶格结构,优化储氢性能,包括提高活化动力学、增加储氢容量以及优化吸放氢动力学,还可以显著提高合金的电化学综合性能,包括最大充放电容量、高倍率放电性能及循环稳定性等。制备工艺中的铸造法和球磨法等同样可以增加合金的储氢活性,显著提高其吸放氢动力学性能,进而提升电化学充放电容量。表面改性的方法优化了合金的微观结构和接触位点,从而提高了储氢性能和循环寿命,使合金的电化学充放电过程更稳定。 展开更多
关键词 储氢合金 TiFe基合金 活化性能 电化学性能
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表面微织构的作用机理综述及在航空航天领域典型应用
3
作者 郝秀清 李尚尚 +4 位作者 卢晓红 魏成峰 季霞 张杰 王建平 《上海航天(中英文)》 2025年第1期1-19,共19页
随着能源危机和环境污染问题的日益严重,航空航天领域迫切需要具有节能降耗功能的技术。表面微织构因具有减磨、减阻等优异的功能特性,在航空航天领域得到广泛应用。本文从减磨、减阻、热管理、防冰、自清洁等方面详细论述了表面微织构... 随着能源危机和环境污染问题的日益严重,航空航天领域迫切需要具有节能降耗功能的技术。表面微织构因具有减磨、减阻等优异的功能特性,在航空航天领域得到广泛应用。本文从减磨、减阻、热管理、防冰、自清洁等方面详细论述了表面微织构的作用机理及其在航空航天领域的典型应用,对表面微织构在航空航天领域应用面临的挑战及解决方案进行总结,并提出了未来的发展方向。 展开更多
关键词 表面微织构 航空航天 减磨 减阻 热管理 防冰 自清洁
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光纤激光线能量对Ti6Al4V合金原位合成氮化层微观组织及性能影响
4
作者 张鹏林 王嘉琪 於启鹏 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
采用光纤激光器在纯氮气氛围中使用不同的激光线能量在Ti6Al4V合金表面原位合成氮化层.分析了氮化层的微观形貌和物相组成,测试了线能量对氮化层力学性能、磨损性能和耐蚀性的影响.结果表明:线能量为128~180 J/mm时制备的氮化层表面无裂... 采用光纤激光器在纯氮气氛围中使用不同的激光线能量在Ti6Al4V合金表面原位合成氮化层.分析了氮化层的微观形貌和物相组成,测试了线能量对氮化层力学性能、磨损性能和耐蚀性的影响.结果表明:线能量为128~180 J/mm时制备的氮化层表面无裂纹,其主要物相为TiN相,少量TiN_(0.3)相和α′-Ti相.线能量为180 J/mm时制备的氮化层具有最高的平均硬度为827.1 HV_(0.3).磨损率较基材降低11.6%~59.8%.线能量为128~200 J/mm时制备的氮化层在3.5 wt.%NaCl溶液中较基体腐蚀电流密度有所降低,腐蚀电位正移0.012~0.082 V,极化电阻提高1.6~3.1倍. 展开更多
关键词 激光线能量 微观组织 力学性能 摩擦学性能 耐蚀性能
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长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术研究
5
作者 郭钢 吴春生 +2 位作者 吕锋 李楷 王尚卫 《材料保护》 2025年第2期150-155,共6页
长庆油田重点腐蚀区单一内防腐蚀技术无法满足现场需要。本文介绍了长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术的液体环氧涂料和智能井下涂层贴膜工具,探索了相应的地面和井下联动贴膜施工工艺,并在现场腐蚀防护试验中取得了一定效果。结果... 长庆油田重点腐蚀区单一内防腐蚀技术无法满足现场需要。本文介绍了长庆油田老井筒套管内涂层贴膜防腐技术的液体环氧涂料和智能井下涂层贴膜工具,探索了相应的地面和井下联动贴膜施工工艺,并在现场腐蚀防护试验中取得了一定效果。结果表明:涂层硬度大于6 H,厚度大于400μm,附着力等级为4A,耐化学介质腐蚀,具有优异的现场应用性能;设计的智能井下涂层贴膜工具在现场应用中,通过贴膜前后井下电视照相视频资料对比,贴膜工具实现80 min喷涂220 m,厚度可达0.7 mm的设计要求,并且可以地面控制涂覆速度、精确定位涂覆深度及涂层厚度,为长庆油田老井井筒套管腐蚀防护、井下修复工艺提供了技术参考和一套可靠的技术路径。 展开更多
关键词 液体环氧涂料 井下涂层贴膜 井筒套管 现场修复
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SO_(2)沉积速率对6061-T4铝合金在模拟海洋大气环境中腐蚀行为的影响
6
作者 刘伟 李洪林 +1 位作者 吴海旭 石玲 《材料保护》 2025年第2期83-91,共9页
为考察铝合金在含SO_(2)环境中的腐蚀行为规律,通过干/湿交替循环腐蚀试验,结合电化学分析、EDS能谱分析、FTIR分析等方法,研究了SO_(2)沉积速率对6061-T4铝合金在模拟海洋大气环境中腐蚀行为的影响。结果表明:在试验范围内,较低的SO_(2... 为考察铝合金在含SO_(2)环境中的腐蚀行为规律,通过干/湿交替循环腐蚀试验,结合电化学分析、EDS能谱分析、FTIR分析等方法,研究了SO_(2)沉积速率对6061-T4铝合金在模拟海洋大气环境中腐蚀行为的影响。结果表明:在试验范围内,较低的SO_(2)沉积速率可显著促进腐蚀反应的进行,提高腐蚀速率。但是,随着沉积速率逐渐增大,SO_(2)对腐蚀反应的促进作用逐渐减弱,并在腐蚀后期出现抑制作用。当SO_(2)沉积速率增大至2000 mg/(m^(2)·d)时,SO_(2)对腐蚀反应只呈现抑制作用。SO_(2)发生氧化、水解反应,生成SO_4^(2-)与H^(+),导致基体表面液膜酸化,是SO_(2)促进铝合金腐蚀的主要原因。SO_(2)沉积量增大,导致基体与液膜界面处溶解氧的浓度梯度迅速降低,以及由Al_2(SO_4)_3与AlCl_3组成的腐蚀产物层阻碍腐蚀性介质接触基体表面,是SO_(2)对铝合金的腐蚀反应产生抑制作用的主要原因。 展开更多
关键词 SO_(2) 沉积速率 6061-T4铝合金 海洋大气腐蚀 干/湿交替循环 腐蚀试验
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MAB和B30铜合金的空泡腐蚀行为
7
作者 贺春林 凌云鹤 王超 《沈阳大学学报(自然科学版)》 2025年第1期1-7,F0002,共8页
利用电化学工作站、空蚀试验机、冷场发射扫描电镜和光学显微镜,研究了ZCuAl_(8)Mn_(14)Fe_(3)Ni_(2)(MAB)和B30铜合金在3.5%NaCl溶液和蒸馏水中的空泡腐蚀行为。结果表明,B30的空蚀腐蚀速率大于MAB;MAB发生了选择性相腐蚀,空泡腐蚀机... 利用电化学工作站、空蚀试验机、冷场发射扫描电镜和光学显微镜,研究了ZCuAl_(8)Mn_(14)Fe_(3)Ni_(2)(MAB)和B30铜合金在3.5%NaCl溶液和蒸馏水中的空泡腐蚀行为。结果表明,B30的空蚀腐蚀速率大于MAB;MAB发生了选择性相腐蚀,空泡腐蚀机理较复杂;在3.5%NaCl溶液中,MAB在中心腐蚀区、低腐蚀内环区和腐蚀外环区的孔隙率均高于B30。 展开更多
关键词 铜合金 电化学腐蚀 空泡腐蚀 选相腐蚀 孔隙率
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甘氨酸衍生物缓蚀剂的合成与性能研究
8
作者 郭强强 赵海燕 石春杰 《材料保护》 2025年第1期89-96,共8页
为了提高甘氨酸的缓蚀率,通过分子设计,在甘氨酸分子上引入疏水碳链。运用红外和核磁进行了结构表征,表明成功合成了甘氨酸衍生物。通过失重法、极化曲线、电化学阻抗和扫描电子显微镜对甘氨酸衍生物在1 mol/L HCl中对碳钢的缓蚀性能进... 为了提高甘氨酸的缓蚀率,通过分子设计,在甘氨酸分子上引入疏水碳链。运用红外和核磁进行了结构表征,表明成功合成了甘氨酸衍生物。通过失重法、极化曲线、电化学阻抗和扫描电子显微镜对甘氨酸衍生物在1 mol/L HCl中对碳钢的缓蚀性能进行了研究,并进行了热力学分析和缓蚀机理探讨。失重法结果表明甘氨酸衍生物缓蚀剂的缓蚀率高于甘氨酸,当甘氨酸衍生物的添加量为100 mg/L时,缓蚀率就可以达到93.04%。热力学分析表明甘氨酸及其衍生物缓蚀剂在碳钢表面的吸附均遵循Langmuir等温吸附模型,属于物理化学吸附,但甘氨酸衍生物的吸附自由能的绝对值较大,因此其分子与碳钢表面的作用更强。极化曲线表明添加了甘氨酸衍生物的阳极曲线向低电流密度方向移动,表现为阳极缓蚀剂。通过扫描电镜可看出添加了甘氨酸衍生物的碳钢表面光滑,无明显的腐蚀痕迹,表明甘氨酸衍生物对碳钢具有良好的保护作用。 展开更多
关键词 甘氨酸 甘氨酸衍生物 缓蚀作用 碳钢
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核废处理回转煅烧炉用高温合金氧化行为研究
9
作者 王琴 王成旭 刘仲礼 《材料保护》 2025年第1期109-115,共7页
两步法冷坩埚玻璃固化技术是目前国际主流的高水平放射性废物处理方法,而回转煅烧炉作为其中的关键设备,其结构材料的高温氧化问题关乎该技术的工业化应用,具有重要的研究意义。高温合金具有较好的高温强度,然而其能否作为回转煅烧炉的... 两步法冷坩埚玻璃固化技术是目前国际主流的高水平放射性废物处理方法,而回转煅烧炉作为其中的关键设备,其结构材料的高温氧化问题关乎该技术的工业化应用,具有重要的研究意义。高温合金具有较好的高温强度,然而其能否作为回转煅烧炉的结构部件有待验证。对316H不锈钢、镍基690、哈氏N合金与镍基625合金4种高温合金进行了高温氧化试验。通过测量样品的增重,绘制氧化动力学曲线,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析氧化膜的物相组成、形貌与成分,分析4种高温合金的氧化机理。结果表明:在600℃下4种试样都表现出较好的耐氧化性能,其增重均较小。800℃时,哈氏N合金和316H不锈钢的耐氧化性能较差,氧化层疏松且有脱落;镍基690合金的耐氧化性能较好,其氧化层较致密,但氧化膜颗粒较粗大。镍基625合金的耐氧化性能最佳,氧化速率常数Kp约为1.43×10^(-7)mg^(2)/(cm^(4)·s),其氧化膜由稳定的Cr_(2)O_(3)组成,且氧化膜均匀致密,晶粒细小。镍基625合金因具有优异的耐氧化性能,可用作回转煅烧炉的结构材料,有利于延长设备的使用寿命。 展开更多
关键词 核废处理 高温合金 回转煅烧炉 高温氧化
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Ti_(2)AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析
10
作者 裴会平 刘冬 +4 位作者 姚利盼 邵天敏 刘巧沐 刘亮亮 陈乾明 《材料工程》 北大核心 2025年第1期28-44,共17页
Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺... Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析,讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明,该合金在减重方面优势显著,且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配,无明显短板;具有可接受的冷、热加工性能,通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件;应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%,应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。 展开更多
关键词 Ti_(2)AlNb 航空发动机 减重 材料特性 加工工艺
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TC4表面La(NO_(3))_(3)掺杂PEO/HTS复合涂层微观组织与耐磨性能研究
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作者 孙明阳 李春丰 +6 位作者 任晓雪 周洋 张云龙 刘德宝 王俊青 牛楚涵 李成海 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期251-257,共7页
TC4钛合金因其高比强度、低密度等优点在人工骨植入领域广泛使用,但其耐磨性低、生物相容性差等问题严重限制其应用范围的拓展。为了提高TC4耐磨性,采用等离子体电解氧化(PEO)/水热合成技术在TC4表面制备复合涂层。重点研究水热合成液中... TC4钛合金因其高比强度、低密度等优点在人工骨植入领域广泛使用,但其耐磨性低、生物相容性差等问题严重限制其应用范围的拓展。为了提高TC4耐磨性,采用等离子体电解氧化(PEO)/水热合成技术在TC4表面制备复合涂层。重点研究水热合成液中La(NO_(3))_(3)掺杂量对涂层相组成、微观结构、显微硬度、耐磨性的影响。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段表征涂层性能。结果表明,复合涂层主要相为锐钛矿型TiO_(2)(A-TiO_(2))、羟基磷灰石(HAp)。随着La(NO_(3))_(3)掺杂量增加,涂层中HAp含量增加。水热处理过程中La元素直接参与到HAp的合成。随着La(NO_(3))_(3)掺杂量增加,涂层显微硬度和摩擦因数均呈先降低后升高趋势。但过多掺杂La(NO_(3))_(3)后,HAp生成量略有降低,掺La涂层表面变光滑,涂层耐磨性略有提高。 展开更多
关键词 TC4合金 等离子体电解氧化 水热合成 掺镧涂层 耐磨性
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强流脉冲电子束表面改性技术及其在热障涂层改性中的研究进展
12
作者 温强 李向成 +2 位作者 花银群 关庆丰 蔡杰 《材料导报》 北大核心 2025年第3期176-186,共11页
随着材料科学领域的不断发展,表面改性技术在提升材料性能和功能方面扮演着十分重要的角色。强流脉冲电子束表面改性技术作为一种先进的材料表面加工方法,以其独特的高能量密度和快速加工特性,逐渐成为研究热点之一,其能够有效提高材料... 随着材料科学领域的不断发展,表面改性技术在提升材料性能和功能方面扮演着十分重要的角色。强流脉冲电子束表面改性技术作为一种先进的材料表面加工方法,以其独特的高能量密度和快速加工特性,逐渐成为研究热点之一,其能够有效提高材料表面硬度、耐磨性、抗蚀性、抗高温氧化性等性能。本文综述了强流脉冲电子束表面改性技术的改性原理、应用领域以及其对材料微观结构演变及性能提升的影响机制,并重点探讨了该技术在热障涂层领域的研究进展,以及未来的发展方向。强流脉冲电子束表面改性技术为改善热障涂层微观结构和界面性能提供了新的研究方法和思路,对延长热障涂层高温寿命具有重要研究意义。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束技术 表面改性 改性特征 热障涂层 材料性能
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稀土硅酸盐环境障涂层耐水氧腐蚀研究进展
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作者 钟鑫 牛亚然 +1 位作者 郑学斌 丁传贤 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期134-145,共12页
陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)具有密度低、耐高温、抗氧化、力学性能优异等特点,可部分取代传统高温合金应用于新一代航空发动机的热端部件。但CMCs在服役过程中面临严苛的水氧腐蚀,这严重影响其性能稳定性。环境障... 陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)具有密度低、耐高温、抗氧化、力学性能优异等特点,可部分取代传统高温合金应用于新一代航空发动机的热端部件。但CMCs在服役过程中面临严苛的水氧腐蚀,这严重影响其性能稳定性。环境障涂层(environmental barrier coatings,EBCs)是应用于航空发动机热端部件的重要材料,可将腐蚀性介质与CMCs隔离开来,从而对基体进行有效保护。简要介绍了EBCs应用背景、选材要求、发展历程和制备工艺,重点叙述了稀土硅酸盐EBCs水氧腐蚀行为和机理的研究进展,并阐述了其服役过程中的失效原因。针对目前EBCs研究存在的问题提出了改进建议。期望本综述对高性能EBCs的开发提供一些参考。 展开更多
关键词 环境障涂层 稀土硅酸盐 耐水氧腐蚀 腐蚀机理
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Al和Cu共添加对FeCoNiAlCu高熵合金微观组织与腐蚀行为的影响
14
作者 李旭 袁嘉驰 +3 位作者 张志彬 鲁凯举 蒋斌 梁秀兵 《材料工程》 北大核心 2025年第2期28-38,共11页
在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少。为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵... 在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少。为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵合金成分设计经验公式设计了FCC单相Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(10)Cu_(15)(Al10Cu15)合金以及BCC+FCC双相Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(15)Cu_(10)(Al15Cu10)和Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(20)Cu_(5)(Al20Cu5)合金。XRD物相分析表明,随着Al含量的增加,FCC相占比逐渐降低,BCC占比逐渐提高,与理论计算结果一致。SEM微观组织和EDS分析表明,增加Al的添加量,减少Cu的添加量,晶粒的形貌由树枝晶(Al10Cu15,Al15Cu10)转变为等轴晶(Al20Cu5),枝晶间相的成分也会发生显著变化。Al10Cu15枝晶间的组织为富Cu的FCC相,Al15Cu10枝晶间的组织为富Al,Ni,Cu的BCC相,Al20Cu5晶界的组织为富Fe,Co的FCC相。动电位极化(potentiodynamic polarization,PDP)实验表明,Al含量较高的合金为两相结构,在长周期浸泡过程中容易发生电偶腐蚀,钝化膜的完整性易遭到破坏,导致合金的耐腐蚀性较差。电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试表明,随着浸泡时间的延长,Al添加量较高的合金反应电阻会出现显著的下降,与PDP分析结果一致。室温静态浸泡实验表明,与Al10Cu15合金相比,Al15Cu10与Al20Cu5合金在长时间的浸泡下,更容易发生电偶腐蚀。由此可得,过量添加Al原子诱发的第二相,会显著恶化材料的耐腐蚀性能。保证合金组织成分的均匀性,是提升材料耐腐蚀性能的有效手段。 展开更多
关键词 高熵合金 腐蚀行为 微观组织 动电位极化 电化学阻抗 电偶腐蚀
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TiAl基合金高温防护及热障涂层体系研究进展
15
作者 张业飞 江海涛 +2 位作者 田世伟 张思远 李冲 《材料导报》 北大核心 2025年第4期154-163,共10页
TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航... TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航空发动机叶片、航天飞行器蒙皮、舵翼、汽车排气阀等。然而,TiAl基合金高温抗氧化性能不足,限制了其作为高温零部件的应用。目前,主要通过整体合金化以及表面改性两种方式来改善TiAl基合金的高温抗氧化性能。整体合金化是在合金中添加Nb、Si、Mo、W、稀土等合金元素,促使合金表面形成致密的氧化层并提高氧化层与基体的结合力;表面改性主要包括表面合金化和表面涂层两种途径,表面合金化技术一般采用热扩散、离子注入、预氧化、激光表面合金化等方法,表面涂层技术是利用不同种类的涂层改善基体的表面性能,例如Ti-Al-X体系涂层、MCrAlY热障涂层、陶瓷涂层、复合涂层。热障涂层,作为一种表面改性中的涂层材料,具有优异的抗氧化性能以及长期服役性能。当应用于TiAl基合金表面时,热障涂层能够有效提升合金的高温抗氧化性能。但两者结合也存在如下问题,热生长氧化物的过度生长导致界面失效,以及涂层与基体元素互扩散严重,导致热障涂层/TiAl合金体系长期服役性能减弱。本文归纳并分析了TiAl基合金的高温氧化行为,分别从整体合金化以及表面改性两个方面综述了TiAl基合金高温防护的影响因素和作用机理,分析了热障涂层应用在TiAl合金表面所面临的问题并提出了改进方案,以期为提高TiAl基合金的抗高温氧化性能及发展热障涂层/TiAl合金体系提供参考。 展开更多
关键词 TIAL基合金 热障涂层 抗氧化性能 整体合金化 表面改性
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基于聚焦离子束切割制样的热镀锌汽车钢板漏镀缺陷结构表征与成因分析
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作者 韦浪浪 田秀刚 +4 位作者 梁健 苗斌 杨峰 李扬 郑士建 《材料导报》 北大核心 2025年第4期172-178,共7页
漏镀缺陷易在先进高强汽车钢板的热镀锌过程中形成。一般认为合金元素的偏聚是几十到几百微米漏镀缺陷形成的原因,这些缺陷可以通过金相显微镜和SEM进行较好的表征分析以确定其形成原因。但是,针对几微米的针孔漏镀以及存在其他附生组... 漏镀缺陷易在先进高强汽车钢板的热镀锌过程中形成。一般认为合金元素的偏聚是几十到几百微米漏镀缺陷形成的原因,这些缺陷可以通过金相显微镜和SEM进行较好的表征分析以确定其形成原因。但是,针对几微米的针孔漏镀以及存在其他附生组织的漏镀缺陷,传统平面样和截面样的观察方法无法精细表征,对其形成机制的认知尚有不足。本研究针对广泛应用于汽车板的热镀锌780 MPa级双相钢,通过聚焦离子束切割技术对漏镀缺陷进行切割,制备了针对微米尺度漏镀缺陷的截面样品,并利用TEM对漏镀缺陷的结构及成分进行了表征。所得结果揭示了780 MPa级双相钢中存在的两种漏镀缺陷及其不同于一般认知的形成机制:第一种漏镀缺陷的形成是由于镀锌前钢基板表面存在坑状缺陷,这种漏镀缺陷内界面层物相和成分与未漏镀区域并无较大差异;第二种漏镀缺陷的形成是由于镀锌前钢基板表面存在铁颗粒,在镀锌过程中影响了正常的镀锌反应,这种漏镀缺陷内存在疏松的附生组织。为减少780 MPa级双相钢以及其他镀锌先进高强汽车钢板镀锌层中的这两种微米级漏镀缺陷,需要在钢板轧制阶段重点关注并减少表面坑状缺陷,并去除表面的多余铁颗粒。 展开更多
关键词 热镀锌 双相钢 聚焦离子束切割 透射电镜 漏镀缺陷结构
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高熵非晶合金研究进展
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作者 袁嘉驰 井致远 +3 位作者 王香 张志彬 金国 梁秀兵 《材料工程》 北大核心 2025年第2期14-27,共14页
高熵非晶合金结合了传统非晶合金的结构无序性与高熵合金的化学无序性,具有良好的热稳定性、磁学性能、耐腐蚀性以及生物相容性等,因此成为近年来的研究热点之一。本文首先介绍了高熵非晶合金的概念与起源,随后对其成分体系、制备方式... 高熵非晶合金结合了传统非晶合金的结构无序性与高熵合金的化学无序性,具有良好的热稳定性、磁学性能、耐腐蚀性以及生物相容性等,因此成为近年来的研究热点之一。本文首先介绍了高熵非晶合金的概念与起源,随后对其成分体系、制备方式以及各种性能做出总结,从材料体系与制备方式两方面分析了高熵非晶合金形成非晶结构的原因,并解析了高熵非晶合金具有良好力学性能、热稳定性以及耐腐蚀性的机理,最后展望了采用材料计算实现高通量的材料设计,重点探究材料的组合性能、涂层等新的制备方式,并且指出解决基础理论问题是促进该材料发展的重要前提。 展开更多
关键词 高熵非晶合金 热稳定性 磁性 力学性能 耐腐蚀性能
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Mo含量对镍基合金熔覆层高温腐蚀特性的影响
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作者 彭波 王智春 +3 位作者 张瑜彤 李悦 韩哲文 张鹏鲲 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第1期64-71,共8页
本文研究了Mo含量分别为0wt.%、5wt.%、10wt.%的3种Ni-22Cr-xMo镍基合金熔覆层的高温腐蚀行为,探讨其用于生物质电厂受热面管高温腐蚀防护的理论可行性。以KCl和NaCl混合盐为腐蚀介质模拟生物质电厂焚烧环境,测量了在650℃、168 h后3种... 本文研究了Mo含量分别为0wt.%、5wt.%、10wt.%的3种Ni-22Cr-xMo镍基合金熔覆层的高温腐蚀行为,探讨其用于生物质电厂受热面管高温腐蚀防护的理论可行性。以KCl和NaCl混合盐为腐蚀介质模拟生物质电厂焚烧环境,测量了在650℃、168 h后3种熔覆层试样的高温腐蚀累积失重量,利用SEM、EDS、XRD分别对腐蚀产物的微观形貌、元素成分及物相组成进行了测试分析。结果表明:无Mo熔覆层的氧化皮最厚,且与熔覆层之间存在较大的裂隙;添加Mo元素后,氧化皮与熔覆层之间未见明显裂隙,氧化皮厚度减小,表面Cr元素的质量分数有所提高,内部出现了明显的贫铬区,且贫铬区富集了大量的Mo,阻止了腐蚀的进一步内侵。但Mo的含量并不是越多越好,添加10wt.%Mo时,Mo元素在熔覆层内部分布的连续性比添加5wt.%Mo时相对较差,不利于阻止腐蚀向内部延伸;添加10wt.%Mo熔覆层的氧化皮比无Mo熔覆层更薄,但累积失重量却更大,说明添加过多的Mo会生成大量的挥发性产物,反而降低熔覆层的耐腐蚀性能。添加5wt.%Mo元素的Ni-22Cr-xMo镍基合金熔覆层氧化皮与熔覆层之间结合性良好,表现出较高的耐高温腐蚀特性,对基体的保护作用更好。 展开更多
关键词 激光熔覆 镍基合金 高温腐蚀 Mo含量 生物质焚烧环境
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高温热暴露对等离子喷涂YSZ孔隙结构和力学性能的影响
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作者 王喆锦 王丽爽 +3 位作者 麻忠宇 董会 姚建洮 周勇 《材料导报》 北大核心 2025年第4期147-153,共7页
采用大气等离子喷涂工艺在不同喷涂距离下制备YSZ涂层,并在1300℃下进行不同时间高温热暴露。表征了喷涂态以及热暴露过程中涂层微观结构(表观孔隙率、2D孔隙密度、3D孔隙率)和力学性能(硬度、弹性模量)的变化。结果表明,当喷涂距离增大... 采用大气等离子喷涂工艺在不同喷涂距离下制备YSZ涂层,并在1300℃下进行不同时间高温热暴露。表征了喷涂态以及热暴露过程中涂层微观结构(表观孔隙率、2D孔隙密度、3D孔隙率)和力学性能(硬度、弹性模量)的变化。结果表明,当喷涂距离增大时,喷涂态涂层内部表观孔隙率、2D孔隙密度以及3D孔隙率均增大,且涂层中3D孔隙占比增大。对于同一喷涂距离的涂层,高温热暴露后,3D孔隙率变化较小,表观孔隙率和2D孔隙密度显著下降,涂层硬度和弹性模量显著增加。涂层硬度、弹性模量、表观孔隙率和2D孔隙密度随热暴露时间变化均呈现双阶段演变过程,0~20 h变化显著,20~100 h变化逐渐缓慢。涂层相结构分析表明,热暴露期间涂层相结构并未发生明显变化。涂层在高温下热暴露100 h后,表观孔隙率和2D孔隙密度约分别降低35.8%和68.2%,涂层硬度和弹性模量约分别增加78.5%和81%,3D孔隙约降低8.6%。热暴露过程中2D孔隙愈合主导了涂层的烧结致密化,最终导致涂层力学性能发生变化。随着喷涂距离增加3D孔隙占比增大,热暴露后涂层硬度及弹性模量的增量减少。因此,当涂层内部3D孔隙占比越多时,涂层抗烧结能力增强。 展开更多
关键词 等离子喷涂YSZ 热障涂层 热暴露 孔隙结构 力学性能
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TM210A马氏体时效钢在典型大气环境中的腐蚀行为研究
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作者 赵起越 仲莹莹 +4 位作者 郑玉侠 吴昊 刘艳 郭文营 白雪 《装备环境工程》 2025年第1期106-113,共8页
目的研究湿热海洋、干热沙漠大气环境对重要受力材料TM210A马氏体时效高强度钢腐蚀行为及机理的影响。方法在万宁湿热海洋、敦煌干热沙漠2种典型大气环境中开展TM210A钢户外暴露试验,采用形貌观察、腐蚀产物膜分析、力学性能检测及断口... 目的研究湿热海洋、干热沙漠大气环境对重要受力材料TM210A马氏体时效高强度钢腐蚀行为及机理的影响。方法在万宁湿热海洋、敦煌干热沙漠2种典型大气环境中开展TM210A钢户外暴露试验,采用形貌观察、腐蚀产物膜分析、力学性能检测及断口观察等方法,分析暴露后TM210A钢的腐蚀行为及力学性能变化。结果TM210A马氏体时效钢在湿热海洋、干热沙漠大气环境暴露2 a的抗拉强度分别下降6.0%、4.2%,断后伸长率分别下降16.7%、8.3%。在暴露1、2 a后,TM210A钢在干热沙漠环境中的力学性能下降量均低于其在湿热海洋环境中的力学性能下降量。结论TM210A钢表面腐蚀是其强度和塑性下降的主要原因,TM210A钢在湿热海洋、干热沙漠大气环境暴露2 a后,表面均发生了明显的腐蚀,但在湿热海洋大气环境下腐蚀更严重,主要是由于湿热海洋大气环境湿度及Cl–浓度更高,加速了TM210A钢表面电化学腐蚀,降低了腐蚀产物层对基体的保护性。 展开更多
关键词 TM210钢 湿热海洋环境 干热沙漠环境 力学性能 大气腐蚀
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