资料表明,Al和Si共同沉积涂层有益于高温抗氧化性能的提高网;活性卤化物沉积涂层和铝涂层均能提高T公U合金的高温抗氧化性能I33];加入少量的Cl元素可以提高下AI合金的高温抗氧化性能[34];另外,加入稀有金属元素Y可以通过改善氧化层与基体的结合力来提高下AI合金的抗氧化性能网。
在对Ti一50AI,Ti一Al一10Cr和Ti一soAI一10Cr(at.%)合金在800一nooOC下的高温氧化性能的研究时,月门发现,通过加入不同含量的Cr促使形成保护性的川203膜,大大提高肠Al合金的抗氧化胜能。若Cr的加入不足以形成从03膜时,Cr以掺杂作用为主,使五AI的抗氧化性能降低1361。分析结果表明,Ti一45AI一10cr合金在s000C和g000C形成的氧化膜具有与Ti川合金同样的分层结构。外层为肠02,内层为五02和川203的混合氧化物,在内外氧化层中间有一富从03的中间层,但内氧化层中有大量Cr掺杂,其氧化增重比Ti一50AI的大。而1以刃oC和noo℃氧化时,卫礴SAI一1OCr合金能形成连续富八几03层,表现较好的抗氧化性能。Ti-50AI一10Cr合金在8胳n000C均能形成保护性的从几膜,同样表现较好的抗氧化性能。
合金元素的加入改变了二元Ti,Al合金基体元素肠、Al在氧化反应中的活度。如果加入的合金元素趋向于置换Ti原子的位置,就有可能阳氏Ti的活度并促进Al的扩散,有利于促进Al氧化物的形成。
通过合金化方法虽然能有效地改善皿川合金的抗氧化性能,但是这种方法本身也有其局限性,例如以Cr和Mn等元素对廿川合金进行合金化有益于塑性,但对材料的抗氧化能力不利;以Si、Nb等元素虽然有益于改善其抗氧化能力,但是它们的加入却阳氏了材料的塑性。www.sanyexin.com为了得到比较好的综合性能,需要全面考虑所添加的合金元素性能的影响,选择合适的添加元素及浓度。
对合金进行各种表面改性处理是提高肠Al合金高温抗氧化性能的有效途径之一。目前,川门己尝试了用多种方法来对下Al合金表面进行改性,以提高其高温抗氧化性能,这些方法包括:离子束增强沉积涂层、等离子体氮化、表面渗碳、真空包覆、离子注入等。水晶滴胶例如采用包覆渗及溅射等技术,在Ti一5伍叼合金表面分别制得川203、金属铝化物、CoC口UY和肠AICr防护层,其中TIAICr涂层表现出最好的抗氧化性网。
采用离子注入的方法,在Y.Ti月基合金表面注入si、MO离子能提高其高温抗氧化性能[38]。在Ti川合金表面注入Nb离子,可以提高其高温抗氧化性能四,且在900℃和950oc高温下,Nb离子注入3x101v/c时时,其抗氧化性能明显提高。利用双层辉光等离子渗金属技术(DGPS八T)溅射NICrMoNb合金化层。结果表明,石川一NICrMONb合金层由于形成了致密,晶粒细小的富从几层而使护11AI抗氧化性能大大提高,而不处理的肠川由于Tiq为主的氧化层剥落抗氧化性能较差[40]。
用Ni与场几微粒共电沉积的方法,可以在Y.五川金属间化合物表面覆盖一种Ni-uZo3抗氧化功能复合镀层[#1]。其恒温和循环氧化动力学表明,Y~Ti月表面沉积镀层后,氧化速率显著阳氏,氧化皮粘附性明显增强门曰皿月表面沉积复合镀层后,在氧化时抑制了毛0:氧化物的生长,并促进了两层连续的川203层分别在复合镀层的氧化层下以及接近基体的区域形成。复合镀层可优先氧化形成UZ几纳米颗粒改善的Nio层,它通过抑制肠的氧化物生长及在该氧化层下产生的低氧分压,加快了第一层连续从03的形成;后者有利于在基体次表层析出的八七03内氧化物快速闭合。这两层从岛的形成是Y:I’iAl在长期热循环过程中维持良好抗氧化性能的主要原因。
另外,通过预氧化处理,在肠川合金表面形成从03保护层,也是肠AI合金的一种可行的抗氧化防护措施网。其方法是将叭AI试样与70aL%Crz03一30at.%Cr粉末一起封装在石英管中,并用氢气保护,然后加热至930aC左右保温100ks,石英管中的氧分压为Crz几的分解压,它要比空气中的氧分压低,所以这将促进肠Al合金中Al的优先氧化,于是在试样表面形成了一层从03保护膜,从而起到了改善其抗氧化胜能的作用。
还可以采用防护涂层来提高肠Al基合金的抗氧化性能,主要的扩散涂层和覆盖涂层。扩散涂层是通过扩散反应在该合金表面渗入能形成保护性氧化膜的元素;覆盖涂层是直接在材料表面生成一层保护性膜。涂层保护的最主要问题是涂层与基体之间的结合力比较差。
除上述各种方法外,激光表面处理技术是一种简洁而有效的表面改性技术,目前,国内外对激光熔覆技术的研究重点是金属材料的延寿、改善工件表面耐磨、耐蚀、耐高温等性能。激光表面合金化和熔覆技术是一种先进的、能有效地提高材料耐磨、耐蚀和抗高温氧化的表面处理新方法,目前,已较为广泛地应用于提高铁基合金及铜基、镍基等有色合金表面的耐磨、耐蚀以及抗氧化等性能,这一表面改性新技术也为提高肠Al合金的耐磨性提供了新的技术途径。
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