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不锈钢表面包埋渗铝热氧化处理制备氧化铝膜及其对氢渗透的影响 被引量:19
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作者 沈嘉年 李凌峰 +2 位作者 张玉娟 李谋成 刘冬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B07期73-78,共6页
研究了一种在不锈钢(00Cr17Ni14Mo2和1Cr18Ni9Ti)表面渗铝,形成富铝表层,再原位氧化生长Al2O3膜层的防氚渗透新材料技术,用氢来模拟氘、氚在材料中的渗透行为。分析了渗铝表层的形貌、结构以及渗铝层的成分分布。结果表明:渗铝层呈致密... 研究了一种在不锈钢(00Cr17Ni14Mo2和1Cr18Ni9Ti)表面渗铝,形成富铝表层,再原位氧化生长Al2O3膜层的防氚渗透新材料技术,用氢来模拟氘、氚在材料中的渗透行为。分析了渗铝表层的形貌、结构以及渗铝层的成分分布。结果表明:渗铝层呈致密结晶组织,主要由FeAl相组成;渗层呈多层结构,外层约25μm,过渡层约5μm和内层约30μm,各亚层间及渗层与基体间结合紧密,无裂缝;渗铝表层铝浓度较高(>30%),这为进一步原位热氧化生长Al2O3膜提供了保证。采用XRD、S570SEM/EDS和SPM分析了Al2O3膜的相结构和表面形貌,采用IRSE1红外椭圆偏振仪测定Al2O3膜厚。结果表明:渗铝层发生选择性氧化,在表面生成均匀、致密Al2O3膜,在900℃、约3Pa氧气环境中氧化2h所生长的膜的厚度约为0.6μm。将氧化后的样品放入1台超高真空吸放氢测试系统中进行渗氢处理,并用前向弹性反冲(ERD)对渗氢样品进行分析测试。结果表明:沿着膜层深度方向,氢原子浓度急剧降低,在深度0.2μm处,原子浓度趋于平衡,原子百分比浓度约保持为0.007%,与不锈钢基体化学组成中的氢原子含量相近,表明从薄膜层0.2μm起,氢原子难以渗透进去,这说明本研究所制备的Al2O3膜层具有良好的防氢渗透效果。 展开更多
关键词 包埋渗铝 不锈钢 热氧化 氢渗透 扩散
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不锈钢表面粉末包埋渗铝过程及渗铝层表征 被引量:14
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作者 李凌峰 沈嘉年 +2 位作者 李谋成 武朋飞 肖美群 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期79-82,共4页
采用固体粉末包埋法对 0 0Cr17Ni14Mo2和 1Cr18Ni9Ti不锈钢进行渗铝 ,形成富铝表层 .阐述了不锈钢表面渗铝过程 ,并且对不锈钢渗铝层的成分、结构和形貌进行了表征 .分析了合金中Ni元素对渗铝过程的影响 .结果表明 :渗铝层呈多层结构 ,... 采用固体粉末包埋法对 0 0Cr17Ni14Mo2和 1Cr18Ni9Ti不锈钢进行渗铝 ,形成富铝表层 .阐述了不锈钢表面渗铝过程 ,并且对不锈钢渗铝层的成分、结构和形貌进行了表征 .分析了合金中Ni元素对渗铝过程的影响 .结果表明 :渗铝层呈多层结构 ,渗层与基体及层间结合良好 ,界限明显、齐整 .渗层组织主要由FeAl相组成 ,并含一定量的Ni3 Al相 . 展开更多
关键词 不锈钢 粉末包埋 渗铝 渗铝层 成分 结构 形貌 表征
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镍基高温合金Al-Cr涂层的恒温氧化行为 被引量:12
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作者 吴多利 姜肃猛 +2 位作者 范其香 宫骏 孙超 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1170-1178,共9页
采用电弧离子镀沉积Cr和粉末包埋法渗Al的联合工艺制备了Al-Cr涂层,并利用粉末包埋法制备了渗Al涂层,分析了2种涂层的组织结构和成分,研究了镍基高温合金DSM11基体、渗Al涂层和Al-Cr涂层在1000和1100℃下的恒温氧化行为.结果表明:渗Al... 采用电弧离子镀沉积Cr和粉末包埋法渗Al的联合工艺制备了Al-Cr涂层,并利用粉末包埋法制备了渗Al涂层,分析了2种涂层的组织结构和成分,研究了镍基高温合金DSM11基体、渗Al涂层和Al-Cr涂层在1000和1100℃下的恒温氧化行为.结果表明:渗Al涂层和Al-Cr涂层组织致密,与基体结合良好且成分分布均匀.2种涂层都明显分为2个区域:外层和互扩散区.渗Al涂层外层由b-NiAl相和Ni2Al3相组成,Al-Cr涂层外层由b-NiAl相、Ni2Al3相、a-Cr相和AlCr2相组成.AlCr涂层可以显著改善基体合金的抗氧化性能,且明显优于渗Al涂层.Al-Cr涂层优良的抗氧化性能源于在氧化过程中出现了Cr(W)析出带,能够一定程度阻碍涂层中的Al元素向基体扩散,降低了涂层退化速度,而Cr的存在可以促进Al的选择性氧化,提高涂层的自修复能力. 展开更多
关键词 电弧离子镀 包埋渗Al Al-Cr涂层 恒温氧化
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不锈钢表面渗铝并热氧化处理对氢渗透的影响 被引量:6
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作者 沈嘉年 李凌峰 +2 位作者 张玉娟 李谋成 刘冬 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期15-19,共5页
首先 ,采用固体粉末包埋法在不锈钢表面渗铝 .渗铝层表面是呈较粗大的结晶状致密组织 ,主要由FeAl相组成 .渗层呈多层结构 ,分为外层 (约 2 5 μm) ,过渡层 (约 5 μm)和内层 (约 30 μm) ,各亚层间及渗层与基体间结合紧密 ,无裂缝 .渗... 首先 ,采用固体粉末包埋法在不锈钢表面渗铝 .渗铝层表面是呈较粗大的结晶状致密组织 ,主要由FeAl相组成 .渗层呈多层结构 ,分为外层 (约 2 5 μm) ,过渡层 (约 5 μm)和内层 (约 30 μm) ,各亚层间及渗层与基体间结合紧密 ,无裂缝 .渗铝表层铝浓度较高 ,超过 30mass % .然后 ,采用热氧化的方法 ,使渗铝层发生选择性氧化 ,在表面生成了一薄层均匀、致密的Al2 O3 膜 .在 90 0℃ ,2 0× 10 -2 Pa氧气环境中氧化 2小时所生长的膜的厚度约为 0 6 μm .将氧化后的样品放入超高真空吸放氢测试系统中进行渗氢处理 ,再用前向弹性反冲 (ERD)测定渗氢样品中氢的分布 .结果表明 :沿着膜层深度方向 ,氢原子浓度急剧降低 .在深度为 0 2 μm处 ,原子浓度趋于平衡 ,原子百分比浓度大约保持在 0 0 0 7at%左右 ,与不锈钢基体化学组成中氢原子含量相近 ,氢原子难以渗透进去 .这说明本研究制备的Al2 O3 展开更多
关键词 氢渗透 渗铝层 渗层 渗氢 表面 膜层 不锈钢 热氧化 铝浓度 外层
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粉末包埋渗铝与气氛渗铝对P92钢650℃饱和蒸汽氧化行为的影响 被引量:8
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作者 周永莉 鲁金涛 +4 位作者 黄锦阳 杨珍 袁勇 谷月峰 赵钦新 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期111-120,共10页
表面渗铝技术可以在不改变基体材料力学性能的基础上显著提高基体的抗高温蒸汽氧化性能。利用低温粉末包埋和气氛渗铝两种方法在P92钢表面制备了铝化物涂层,并结合氧化增重法、扫描电镜观察及XRD分析,研究了两种工艺下铝化物涂层的650... 表面渗铝技术可以在不改变基体材料力学性能的基础上显著提高基体的抗高温蒸汽氧化性能。利用低温粉末包埋和气氛渗铝两种方法在P92钢表面制备了铝化物涂层,并结合氧化增重法、扫描电镜观察及XRD分析,研究了两种工艺下铝化物涂层的650℃饱和蒸汽氧化行为。结果表明:P92钢抗氧化能力不足,生成了由外层疏松层瘤状富铁氧化物与表面氧化膜下方内氧化物FeCr2O4组成的双层结构氧化膜,外层富铁氧化膜在氧化300 h后发生剥落;低温包埋渗铝所得涂层为β-FeAl层,氧化500 h后试样表面形成极薄的保护性α-Al2O3氧化膜(<0.2μm);气氛渗铝涂层为单层Fe3Al结构,氧化500 h后试样外表面形成了Fe3O4+Fe2O3氧化膜,厚度为1.3μm,靠近涂层表面生成单层连续Al2O3氧化膜。采用低温包埋和气氛渗铝均可提升P92钢的抗蒸汽氧化能力。 展开更多
关键词 P92 铝化物涂层 粉末包埋渗铝 气氛渗铝 蒸汽氧化 内扩散
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微弧氧化及包埋渗铝法制备的复合涂层高温抗蚀性能 被引量:7
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作者 黄祖江 蒋智秋 +2 位作者 董婉冰 童庆 李伟洲 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期44-52,共9页
采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机... 采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理。结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000℃氧化10h后增重为6.98mg/cm^2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm^2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm^2,高于Al/C103的28.08mg/cm^2。在900℃熔融混合盐(75%Na2SO4和25%NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm^2,表面生成了Al_2O_3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbO3堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性。 展开更多
关键词 微弧氧化 包埋渗铝 高温氧化 热腐蚀 铌合金
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粉末包埋渗铝研究进展 被引量:5
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作者 张冀翔 徐修炎 +2 位作者 宋健斐 严超宇 魏耀东 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第4期22-25,共4页
碳钢经过渗铝处理后获得的渗层具有优良的耐氧化、耐腐蚀性。简要介绍了粉末包埋渗铝具有的优势。论述了粉末渗包埋渗铝的基本原理和新方法。最后,展望了粉末包埋渗铝未来的发展方向。
关键词 耐氧化 耐腐蚀 粉末包埋渗铝
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P92耐热钢粉末包埋渗铝与化学气相渗铝涂层组织结构研究 被引量:2
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作者 黄锦阳 钟强 +3 位作者 黄浩刚 鲁金涛 张醒兴 杨珍 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第3期124-129,共6页
对P92耐热钢在760℃下采用粉末包埋法和化学气相渗铝法进行渗铝实验,研究了渗铝涂层的组织结构和沉积特性。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及能谱(EDS)等方法分析表征了渗铝涂层结构、成分及物相组成,对渗铝涂层沉积过程中的原子... 对P92耐热钢在760℃下采用粉末包埋法和化学气相渗铝法进行渗铝实验,研究了渗铝涂层的组织结构和沉积特性。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及能谱(EDS)等方法分析表征了渗铝涂层结构、成分及物相组成,对渗铝涂层沉积过程中的原子扩散机理进行了对比分析。结果表明:2种渗铝方式在760℃低温下均可在P92耐热钢表面形成铝化物涂层;粉末包埋渗铝涂层为3层结构,厚度约19μm,与基体结合良好,由外向内主要物相为Fe2Al5→FeAl→Fe3Al,整体涂层铝质量分数约26.50%;化学气相渗铝涂层为单层结构,涂层内部出现铝原子富集,厚度约12μm,主要物相为Fe3Al和富铝化合物,整体涂层铝质量分数约9.50%。 展开更多
关键词 粉末包埋渗铝 化学气相渗铝 P92钢 渗铝涂层 组织结构 沉积特性 渗铝机理
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扩散处理对低温粉末渗铝涂层组织及硬度的影响研究
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作者 赵文君 刘玉琢 +4 位作者 蔡妍 王立哲 李建平 牟仁德 何利民 《真空》 CAS 2023年第2期30-33,共4页
采用粉末包埋渗铝方法在K418B镍基高温合金表面制备了铝化物涂层,并在真空条件下对其进行了1080℃/4h扩散处理,采用扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针、X射线衍射仪和维氏硬度计等分析了扩散处理前后试样的横截面显微形貌、涂层成分、... 采用粉末包埋渗铝方法在K418B镍基高温合金表面制备了铝化物涂层,并在真空条件下对其进行了1080℃/4h扩散处理,采用扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针、X射线衍射仪和维氏硬度计等分析了扩散处理前后试样的横截面显微形貌、涂层成分、主要元素分布、相结构及硬度。结果表明:扩散处理有利于涂层中元素的互扩散;扩散处理后,涂层厚度由扩散处理前的53.37μm增长至95.14μm,涂层主要相组成由ε-Al3Ni相转变为β-NiAl相,涂层硬度从450HV0.01降低至350HV0.01;扩散处理使涂层与基体合金之间形成一层紧密结合的互扩散区,增强了涂层结构稳定性。 展开更多
关键词 包埋渗铝 涂层 硬度 扩散处理
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渗铝铌合金的微弧氧化及热腐蚀性能 被引量:3
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作者 黄祖江 李智 +3 位作者 蒋智秋 董婉冰 杨文芬 李伟洲 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期45-55,共11页
为了优化渗铝铌合金的微弧氧化工艺和了解复合涂层的抗热腐蚀性能,利用粉末包埋渗法在铌合金基体上制备渗铝层,再通过调整微弧氧化电参数以及添加剂Y(NO_3)_3的含量获得Al_2O_3陶瓷膜外层,确定最佳工艺参数。以最佳工艺制备复合涂层(MAO... 为了优化渗铝铌合金的微弧氧化工艺和了解复合涂层的抗热腐蚀性能,利用粉末包埋渗法在铌合金基体上制备渗铝层,再通过调整微弧氧化电参数以及添加剂Y(NO_3)_3的含量获得Al_2O_3陶瓷膜外层,确定最佳工艺参数。以最佳工艺制备复合涂层(MAO-Y/Al/C103),与不含Y(NO_3)_3制备的MAO/Al/C103进行对比,研究其抗热腐蚀性。结果表明:以微弧氧化膜层的硬度和厚度为主要评价指标,获得最佳参数为电压380 V,频率400 Hz,占空比10%,处理时间30 min。添加Y(NO_3)_3可获得均匀规则的多孔形貌;含与不含Y(NO_3)_3制备的试样相结构一致,都由NbAl_3和γ-Al_2O_3相组成。经900℃混合熔融盐中热腐蚀50 h,MAO/Al/C103和MAO-Y/Al/C103试样都生成Al_2O_3和NaNbO_3相,其热腐蚀增重量分别为55.71 mg/cm^2和45.59 mg/cm^2。MAO-Y/Al/C103试样由于在热腐蚀阶段有更多的NaNbO_3生成以及微弧氧化微孔大幅减小,表现出更优异的抗热腐性。 展开更多
关键词 铌合金 包埋渗铝 微弧氧化 Y(N03)3 热腐蚀
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渗铝铌合金微弧氧化的电解液优化及膜层抗氧化性 被引量:1
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作者 李智 黄祖江 +3 位作者 唐仕光 陈泉志 张修海 李伟洲 《材料保护》 CSCD 北大核心 2017年第5期64-70,共7页
为了提高铌合金的抗高温氧化性能,先对铌合金C103进行包埋渗铝处理,再进行微弧氧化(MAO)处理获得Al2O_3陶瓷膜。对涂层的形貌、硬度、成分及高温氧化增重进行分析,通过单因素法优选了微弧氧化电解液配方。采用最佳电解液配方制备复合涂... 为了提高铌合金的抗高温氧化性能,先对铌合金C103进行包埋渗铝处理,再进行微弧氧化(MAO)处理获得Al2O_3陶瓷膜。对涂层的形貌、硬度、成分及高温氧化增重进行分析,通过单因素法优选了微弧氧化电解液配方。采用最佳电解液配方制备复合涂层(MAO/Al/C103),并与仅经包埋渗铝制备的涂层(Al/C103)进行对比分析,研究了复合涂层的抗高温氧化性能。结果表明:根据MAO膜层的硬度和厚度,获得微弧氧化的最佳电解液配方为10.0 g/L NaAlO_2+5.0 g/L NaOH+7.0 g/L Na_2WO_4+5.0 g/L NaF+2.5 g/L Na_2EDTA;在1 100℃高温氧化下,MAO/Al/C103试样氧化10 h的增重为5.5 mg/cm^2,小于Al/C103试样的9.4 mg/cm^2,表现出更好的抗氧化性。 展开更多
关键词 微弧氧化 包埋渗铝 高温氧化 铌合金C103 复合涂层 抗氧化性
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Hot Corrosion Behavior of a Cr-Modified Aluminide Coating on a Ni-Based Superalloy 被引量:5
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作者 Duoli Wu Sumeng Jiang +2 位作者 Qixiang Fan Jun Gong Chao Sun 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第4期627-634,共8页
A Cr-modified aluminide coating is prepared on a Ni-based superalloy using arc ion plating and subsequent pack cementation aluminizing.Hot corrosion behavior of the Cr-modified aluminide coating exposed to molten Na2S... A Cr-modified aluminide coating is prepared on a Ni-based superalloy using arc ion plating and subsequent pack cementation aluminizing.Hot corrosion behavior of the Cr-modified aluminide coating exposed to molten Na2SO4/K2SO4(3:1) or Na2SO4/NaCl(3:1) salts at 900 °C in static air are evaluated as well as the aluminide coating.The results indicate that compared with the aluminide coating,the anti-corrosion properties of the Cr-modified aluminide coating in the both salts are improved,which should be attributed to the beneficial effect of the Cr in the coating.The corrosion mechanism of the Cr-modified aluminide coating,especially the role of Cr in the mixture salt corrosion,is discussed. 展开更多
关键词 Arc ion plating pack cementation aluminizing Superalloy Cr-modified aluminide coating Hot corrosion
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包渗时间对Cu表面Ni-Al涂层组织和性能的影响 被引量:5
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作者 王红星 盛晓波 +2 位作者 储成林 董寅生 林萍华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期52-56,共5页
在Cu基表面电镀Ni层上采用料浆包渗法渗铝,研究了800℃下,保温时间对渗层的成分、组织、厚度、显微硬度和Al原子扩散系数的影响。研究表明:Ni镀层表面经过活性渗铝后,形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层。随着保温时间的延长,Ni2Al3相中... 在Cu基表面电镀Ni层上采用料浆包渗法渗铝,研究了800℃下,保温时间对渗层的成分、组织、厚度、显微硬度和Al原子扩散系数的影响。研究表明:Ni镀层表面经过活性渗铝后,形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层。随着保温时间的延长,Ni2Al3相中的Ni元素含量增加,Al元素的含量减少,同时,Ni2Al3相晶粒长大,渗铝层增厚,Al原子在渗铝层中的扩散系数下降,渗层显微硬度先降低后增高。 展开更多
关键词 电镀Ni 料浆包渗铝 Ni2Al3金属间化合物 扩散系数
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40Cr表面梯度晶体缺陷促进包埋渗Al涂层的组织及性能
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作者 胡建军 王蝶 +3 位作者 郭宁 杨显 李晖 许洪斌 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期114-122,共9页
包埋渗Al工艺是改善40Cr钢耐蚀性能的有效且经济的方法之一。在传统包埋渗铝(Al)法的工艺前加入扭转预变形,在40Cr钢引入高密度晶体缺陷增加扩散通道来提高包埋渗工艺中Al原子的扩散速率,从而达到降低加热温度、提高材料综合性能的目的... 包埋渗Al工艺是改善40Cr钢耐蚀性能的有效且经济的方法之一。在传统包埋渗铝(Al)法的工艺前加入扭转预变形,在40Cr钢引入高密度晶体缺陷增加扩散通道来提高包埋渗工艺中Al原子的扩散速率,从而达到降低加热温度、提高材料综合性能的目的。研究扭转工艺对晶粒取向、晶界、局部取向差的影响,表征扩散渗Al后试样的微观组织,测试硬度和耐腐蚀性能,分析不同温度(600℃、650℃、700℃及750℃)对渗层组织与性能的影响。研究结果表明:扭转变形在40Cr表面引入高密度晶体缺陷,可提高扩渗效率,增大渗层厚度;温度越高,渗层越厚,晶粒尺寸越大,组织的不均匀性增强,硬度越低。750℃时其渗层上存在较多的孔洞,对耐腐蚀性造成一定的影响,700℃试样耐腐蚀性能最优。 展开更多
关键词 40CR钢 包埋渗铝 梯度晶体缺陷 预扭转变形 铝涂层
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渗剂中铝粉含量对Cu基Ni镀层表面Cr-Al渗层组织和性能的影响 被引量:1
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作者 王红星 李迎光 储成林 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期49-55,共7页
为了提高铜金属表面硬度和耐磨性,在铜表面预先镀镍,然后对镍镀层进行渗Cr,Al,制备Cr-Al渗层。研究了渗剂中铝粉含量对其微观组织、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:当渗剂中铝粉含量在5%~20%(质量分数,下同)范围,渗层组织为Ni(Cr,Al... 为了提高铜金属表面硬度和耐磨性,在铜表面预先镀镍,然后对镍镀层进行渗Cr,Al,制备Cr-Al渗层。研究了渗剂中铝粉含量对其微观组织、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:当渗剂中铝粉含量在5%~20%(质量分数,下同)范围,渗层组织为Ni(Cr,Al)固溶体,晶面(200)出现明显的择优生长,显微硬度从HV170增加到HV200,摩擦因数由0.55下降到0.35;当铝粉含量为25%,渗层组织由NiAl主相和少量Ni2Al3相混合组成,硬度达到HV970、摩擦因数为0.25;当渗剂中铝粉由低含量提高到较高含量时,包渗过程由渗Cr为主的二元渗转变为渗Al为主的Al-Cr二元渗。 展开更多
关键词 铜基体 铝粉含量 料浆包渗铬-铝 耐磨性
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