5Cr Si MnMoV钢热处理工艺探讨

最近我厂首次采用5CrSiMnMoV钢制作热锻模,据有关资料介绍,这是一种尚未纳入国家统一标准,又是值得推荐使用的热锻模钢。5CrSiMnMoV是我国自己研制的无 Ni金属元素热锻模钢,这种钢具有良好的淬透     

盘形件锻造热力耦合分析

热锻过程中温度对成形过程的影响是显著的,了解热锻过程中工模具内温度场的分布对控制锻件的成形是有利的.此文对考虑对模阶段的盘形件热锻过程进行了热力耦合分析,得到了各种变形场量和温度信息,对实际生产有一定的指导作用.     

轻质Cf/SiOC复合材料表面抗氧化涂层烧蚀性能的研究

目的提高轻质碳纤维增强SiOC(C_f/SiOC)多孔陶瓷复合材料的抗烧蚀性能。方法用TaSi_2、MoSi_2为高温抗氧化组分,SiB_6为烧结助剂,硼硅酸玻璃为粘结剂,采用浆料法在C_f/SiOC复合材料表面制备多层梯度化抗氧化涂层。用氧乙炔考核带涂层复合材料的抗氧化及抗烧蚀性能,并通过扫描电子显微镜对烧蚀后的形貌进行分析。结果采用硼硅酸玻璃能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,有效地提升涂层的阻氧能力,同时能够降低涂层与基体材料之间的热失配。通过浆料法能够获得梯度化的抗氧化涂层,即涂层由靠近基体部分的多孔层逐渐过渡至最外层的致密层。在氧乙炔考核烧蚀实验下,涂层表现出优良的抗烧蚀性能,并且随着表面烧蚀温度的不同,表现出不同的烧蚀行为。在1660℃下烧蚀后,线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.03μm/s,2.96×10-8g/(mm2·s),随着烧蚀温度增加至1760℃,线烧蚀率及质量烧蚀率增加至0.06μm/s,1.03×10-7g/(mm2·s)。带涂层的复合材料烧蚀后,涂层表面没有裂纹,但都出现了大量的孔洞,其主要原因是硼硅酸玻璃的挥发,基体材料并没有发生明显的氧化,涂层表现出优良的抗氧化、阻氧能力。结论硼硅酸玻璃的引入能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,提升涂层的阻氧能力。制备的多组分抗氧化烧蚀涂层,可以有效地提高C_f/SiOC复合材料的抗烧蚀能力。     

梯度化环氧涂层的制备与结构研究

目的提高环氧涂层的耐候性能,简化多层涂层体系的施工工艺。方法以氨基官能团硅树脂和聚酰胺为固化剂,共同固化环氧树脂,利用硅树脂中聚硅氧烷链段的表面迁移特性,制备得到一种聚硅氧烷/环氧梯度化层,探讨制备过程中硅树脂的用量和所用溶剂对涂层组成和结构的影响规律,采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、水接触角等方法对涂层结构进行表征。结果选用氨基官能团硅树脂与聚酰胺质量配比为2:8、二甲苯和正丁醇质量配比为1:1作为溶剂,得到的复合涂层表面富集聚硅氧烷链,同时底面含大量聚酰胺链段,具有链段分布的梯度化的结构。该梯度化清漆涂层经960 h盐雾老化后,无起泡、开裂、锈蚀等现象发生,具有优良防腐性能;经960 h人工加速紫外老化,失光率与色差仅为1%和8.9%,耐候性能优于常规环氧涂层。结论通过氨基官能团硅树脂和聚酰胺共固化,使环氧涂层表面富集聚硅氧烷链段,形成梯度化结构,具有耐候、防腐一体化的功能。     

直升机旋翼桨叶有机涂层防护性能在户内加速试验中的变化

目的考核评价高原环境下服役的直升机旋翼桨叶典型结构及其防护体系的耐腐蚀性能。方法利用建立的模拟高原环境加速试验谱,再现直升机旋翼桨叶结构防护体系实际服役过程中出现的腐蚀损伤,采取电化学阻抗谱测试研究涂层阻抗的变化。结果经历8个周期的户内加速试验后,新修桨叶试验件表面有机涂层Bode曲线呈现小幅下降,即有机涂层防护性能下降;报废桨叶试验件表面有机涂层的特定频率电化学阻抗模值与原始情况相比仅下降了不到1个数量级。结论报废桨叶试验件表面有机涂层电化学阻抗模值曲线在8个周期后仍然小幅高于未经历户内加速试验的新修桨叶试验件。     

铌合金表面热防护涂层研究进展

作为武器装备、航空航天等多种现代工业领域热端部件中应用十分广泛的结构材料,铌合金在高温富氧燃流的冲刷下会发生严重的烧蚀现象,进而影响了其在超高温环境下的使用性能。研究发现,采用表面涂层技术能够有效提升铌合金的高温抗烧蚀性能。因此结合热端部件富氧、超高温的实际服役环境,首先介绍了国内外铌合金表面抗氧化烧蚀涂层领域的研究现状,对比分析了金属基和硅系陶瓷抗烧蚀涂层各自在抗氧化烧蚀性能上的优缺点;然后综述了近年来国内外有关热障涂层的研究进展,归纳总结了ZrO2基陶瓷涂层、稀土锆酸盐陶瓷涂层以及钙钛矿结构陶瓷涂层三种热障涂层材料的特点;最后对铌合金表面热防护涂层的结构设计以及未来的研究方向进行了展望。     

等离子喷涂 YSZ 涂层瞬态超高温冲蚀性能研究

目的研究等离子喷涂YSZ涂层的瞬态超高温烧蚀性能。方法借助超音速火焰喷涂设备实现超高温高速火焰,对等离子喷涂YSZ涂层进行瞬态冲蚀,通过火焰中加送氧化铝颗粒模拟对涂层的高温冲刷。采用常规手段评价涂层的抗瞬态超高温冲蚀性能,并对冲蚀部位进行微观观察,探讨涂层的失效机理。结果在3000 K、不添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料表面发生沸腾;喷涂0.6 mm YSZ的试样在火焰冲击60 s后涂层完好。在3000 K、添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料被冲刷出约1.0 mm深坑;喷涂0.6 mm YSZ试样的涂层被火焰冲刷剥落,但基体未受明显损伤;喷涂1 mm YSZ的试样,试验后仍保留部分涂层。结论在3000 K高温瞬态冲蚀条件下,热喷涂1 mm厚YSZ涂层可对材料表面形成有效防护。     

热处理温度对热障涂层微观形貌及元素互扩散的影响

目的提高热障涂层抗氧化性能,并减小二次反应区的形成。方法采用真空电弧离子镀技术在二代单晶高温合金DD32表面制备NiCoCrAlYHf(HY5)金属粘结层,分别在870℃及1000℃下进行真空扩散处理,利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)陶瓷层。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)以及能谱(EDS)等测试方法,研究高温循环氧化过程中热障涂层的微观形貌、成分及扩散机制,同时计算了1、125 h氧化时间下Al元素互扩散系数。结果经过1000℃热循环、1000℃热处理的涂层氧化质量增量的绝对值较小,氧化速率常数为7.21×10-4,抗循环氧化性能较好。1100℃热处理试样,从涂层表面到基体方向Ni、Al、Cr等元素分布都比较均匀,在涂层与基体界面处,元素含量变化较为平滑。870℃热处理试样,Ni等元素质量分数分布不均,在涂层与基体界面处元素含量陡然变化,元素均质化程度低。Al元素扩散系数随着浓度的增加而增大,随着氧化时间的延长,粘结层与高温合金之间的元素扩散程度加剧,Al元素扩散系数减小。经过125h循环氧化,粘结层/基体界面出现互扩散区,互扩散区局部区域富Cr,Al含量低。循环氧化250 h后,热障涂层试样扩散区下方有拓扑密堆相TCP析出,形成二次反应区SRZ。真空扩散温度为870℃的试样,二次反应区更加明显。结论金属粘结层在1000℃下进行真空热处理可以有效提高涂层的抗氧化性能。涂层内部元素均质化程度高,Al元素扩散速率慢。同时,扩散区宽度较小,二次反应区不明显。     

三种除锈方式对Q235钢表面涂层耐蚀性能的影响

目的对比研究3种不同除锈方式(打磨除锈、先除锈后磷化、除锈-磷化一体化)处理Q235钢表面后,对涂层的耐腐蚀性能的影响。方法在3种除锈方式处理后的Q235钢表面喷涂石墨烯环氧富锌底漆,测试涂层的附着力,通过中性盐雾试验测试涂层的耐腐蚀性能。结果Q235钢经过除锈-磷化一体化处理后,表面性能变优,涂层附着力达到13.6MPa,1000h中性盐雾试验后,涂层不起泡、不脱落,腐蚀程度小。结论除锈-磷化处理Q235钢表面可有效提高防腐涂层的耐蚀性能,与先除锈后磷化相比,简化了工艺过程。     

低表面能涂层材料降低海洋生物污损的研究

用浸没法和微量量热法测量了聚四氟乙烯和有机硅氧烷涂层等材料上水的润湿性,计算出涂层表面能色散分量和极性分量,考察这些材料在青岛、厦门海域中的防污性,得出表面能低的色散分量可以延迟藤壶的附着发育过程;有机硅氧烷表面与水高的相互作用力,使表面吸斥盐分,形成淡水液膜,减小了海藻和玻璃海鞘的附着。     

军用特种装备表面涂层防腐蚀对策

在对特种装备生产厂家和使用部队进行调研的基础上,简述了特种装备表面涂层的腐蚀特点;对涂装材料提出了改进材料和使用新型材料的建议;对涂装工艺分别提出了完善前处理工艺、正确填刮腻并重视厚度的要求;同时还提出了改善储存条件、经常擦洗装备和及时修补涂层等维护保养方面的改进措施。     

H13钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的显微硬度及耐磨性影响

目的 提高H13热作模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法 通过多弧离子镀技术,分别对未经热处理的H13钢、淬火H13钢以及氮化H13钢的表面进行多弧离子镀沉积CrAlN涂层,并分别对这3种基体上的CrAlN涂层的显微硬度和摩擦磨损性能进行研究。结果 涂层表面均较为平整,且出现了白色小颗粒。经过淬火和氮化处理后,H13钢CrAlN涂层的显微硬度达到3 300HV以上,达到基体的14倍多。与基体的摩擦系数相比,淬火和氮化处理后,H13钢的摩擦系数比基体低,镀膜后的摩擦系数比基体高。氮化H13钢表面CrAlN涂层的磨损机理主要是磨粒磨损和黏着磨损共同作用,淬火H13钢的CrAlN涂层磨损机理主要是黏着磨损;淬火和氮化后H13钢基体上CrAlN涂层的耐磨性均得到较大的提高。     

表面处理技术提高混凝土内置钢筋耐久性的研究

采用热喷涂Zn金属涂层、涂覆环氧树脂涂层和电沉积Zn/钝化等表面处理方式,对混凝土内置钢筋进行处理,通过电化学交流阻抗谱技术(EIS),探讨处理后的钢筋在混凝土中的腐蚀行为,并与未经防护的钢筋进行了比较。结果发现,在混凝土包覆的条件下,三种涂(镀)层对抑制混凝土内置钢筋的腐蚀均具有明显作用;相比之下,环氧涂层(保证涂层不遭受机械损伤或焊接破坏)抑制钢筋腐蚀的效果更好。     

离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。     

直升机蒙皮典型结构有机涂层防护性能在模拟高原大气环境中的变化

目的评价服役于高原大气环境中的直升机蒙皮典型结构及其防护体系的防护性能。方法通过模拟高原大气环境加速试验方法再现直升机蒙皮典型结构防护体系实际服役过程中出现的损伤,利用扫描电镜对表面微观形貌进行观察,采用电化学阻抗谱测试研究有机涂层阻抗的变化。结果在实验室加速试验中,蒙皮试验件螺钉周边先出现局部腐蚀,之后腐蚀产物又逐渐减少,而铆钉周边经过多个周期后腐蚀产物都没有显著增多。螺钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值直至第8个周期后与原始情况相比才大幅度下降,而铆钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值在试验中多次明显下降。结论铆钉周边的有机涂层经过多个周期加速试验仍具有阻挡腐蚀性介质的作用。与螺钉结构的情况相比,铆钉中间区域有机涂层防护性能退化显著。     

海洋环境中自修复涂层研究进展

论述了自修复材料的研究进展,并以自修复诱导方式为依据,概述了机械刺激、热刺激、电刺激、光刺激、pH刺激等自修复方式。综述了海洋环境中水触发型、pH敏感型、磁性梯度型、大尺寸破损修补型等自修复涂层研究进展,总结了每种涂层的自修复机理,展望了海洋环境中自修复涂层的发展方向。     

近海原油储罐外防腐对策研究

通过对兴海油港原油储罐外防腐进行调研,总结分析沿海原油储罐外防腐特点,同时对不同涂料厂家制作的样板采用盐雾试验和EIS测量等手段进行分析,发现盐雾的影响远大于表面处理条件的影响,多层涂层好于单层涂层,有机涂层好于无机涂层。     

智能应力或结构损伤自敏涂层研究现状及展望

详细介绍了机械零部件表面应力和结构损伤检测的研究现状,重点介绍了荧光涂层应力检测的原理、优势以及发展现状.分析了基于稀土荧光离子的应力检测涂层的需求,并就其应用原理和发展现状进行了表述.介绍了不同材料体系下应力及结构损伤检测范围,以及应力自敏涂层目前的应用现状和未来发展趋势.     

海洋环境中渗锌层和锌铬涂层的耐蚀性研究

通过采用极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法和中性盐雾试验,研究了粉末渗锌和锌铬涂层在海洋环境中的耐蚀性能。结果表明,锌铬涂层耐蚀性优于渗锌,表面封闭处理可进一步提高锌铬涂层对基体的保护能力,体现出协同效应。     

濒海环境钢质紧固件防腐技术试验对比研究

目的针对某濒南海大型工程钢质紧固件腐蚀严重的问题,通过试验研究对比钢质紧固件的腐蚀防护技术。方法分别在钢质紧固件表面制备防护层膜,通过现场挂样试验和实验室环境模拟加速试验研究不同涂层的腐蚀行为,并采用电化学试验研究不同涂层在模拟条件下的失效机理。结果对现场试验、实验室加速试验和电化学阻抗测试数据进行分析,不同涂层紧固件的防腐效果排序为复合涂层锌铝涂层粉末渗锌≈热浸镀锌电镀锌氧化膜层保护。结论通过试验对比评价了紧固件6种表面处理技术的防腐性能,为濒海设备使用的紧固件防腐措施的选择提供了理论依据和技术支撑。