Cr35Ni45钢高温长期服役过程的氧化与渗碳机理

采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对不同服役时间(原始态、1.5a和6a)Cr35Ni45乙烯裂解炉管内壁的氧化与渗碳机理进行了系统分析.结果表明:高温长时服役后炉管内壁出现了氧化层、碳化物贫化区和碳化物富集区三个区域,其氧化行为包括Cr2O3外氧化和SiO2内氧化,且服役过程中外氧化膜发生反复破坏和重建;炉管服役过程的渗碳行为主要由内表面结焦引起,外氧化膜的反复破坏可以加重渗碳,但外氧化膜在破坏后能自动修复,所以服役态两个炉管的渗碳程度较轻;外氧化膜的反复破坏和重建使亚表层贫铬,导致形成碳化物的临界碳浓度增加,在内壁亚表层形成贫碳化物区,多余的碳原子在其内侧析出,形成碳化物富集区.     

不同氧化条件下 Cr35 Ni45 Nb合金组织特征及其与持久寿命的关系

以Cr35Ni45Nb合金为研究对象,进行不同气氛条件下高温时效及高温持久试验,并结合扫描电镜及定量电子探针对样品表面及横截面的观察分析,系统研究不同氧化条件下Cr35Ni45Nb合金组织演变与持久寿命的关系。结果表明：随着处理时间的延长,管材边缘及内部组织均逐渐发生变化。氧化序列体现为先是在样品边界不同地点形成不连续的氧化膜,随后氧化膜连成一体形成连续氧化膜,同时贫化区也逐渐形成;由于温度波动,氧化膜破裂脱落,而在氧分压较高的时效环境中,氧化膜得不到及时修复,使得贫化区晶界中出现内氧化。此外,在空气中氧化与在真空充氩气石英管中持久试验结果表明,较薄的连续氧化膜有助于提高合金的蠕变性能,而随着高温时效时间的延长,边界贫化区逐渐形成,氧化膜破裂及内氧化的发生,使得合金的蠕变性能逐渐弱化。     

未服役Cr35Ni45Nb合金真空渗碳行为及相演化机理

采用乙炔真空渗碳工艺对未服役的Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管进行了加速渗碳处理,并采用X射线衍射、扫描电镜、定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行了系统分析.结果表明:炉管高温渗碳过程的主要控制因素由初期的扩散控制逐渐变为扩散-表面反应综合控制;渗碳过程属多元多相反应扩散范畴,炉管内侧横截面随渗碳深度的不同依次出现了表面碳化物层、亚表层贫碳化物区、片层状碳化物层、规则几何碳化物区、扩散区、弱影响区等六个区域,这六个区域共同组成了M7C3、M7C3-M23C6混合区和M23C6的三级垂直层状分布.贫碳化物区的形成原因是表面碳化物层的形成造成亚表层贫Cr;片层状碳化物的形成源于碳在高镍铬合金中的低渗透性以及析出物进一步的阻碍效应.     

喷丸及退火处理对1Cr28Ni9Ti合金抗高温氧化性能的影响

研究了经过喷丸处理及400℃退火处理的1Cr18Ni9Ti合金试样在900℃空气中的循环氧化性能。经SEM，EDS分析及氧化动力学研究发现：喷丸处理虽然促进了铬的选择性氧化，但却使合金表面的压应力增大，所形成的氧化膜的抗剥落性能也不好；退火处理不仅使喷丸试样表面的应力得以消除，并且起到了低温预氧化的作用。经过退火处理的合金表面形成了附着性良好的选择性氧化铬膜，其氧化增重与氧化膜剥落量下降，起到了很好的保护作用，提高了合金的抗高温氧化性能。     

在钛合金表面制备Al-Si涂层的方法及其高温抗氧化性

采用低氧压高温快速熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功地制备出具有抗高温氧化能力的Al-Si熔结涂层. 与其他工艺相比,这种工艺相对简单,且不需要经过长时间的加热处理就能在合金的表面形成一层足够厚度的Al-Si熔结涂层,不仅省时节能,且涂层中的抗氧化元素铝、硅的浓度可通过调整涂层粉末的混合比例来进行控制. XRD检测表明涂层主要由Al、Si、Ti5Si3和TiAl3相组成. 在1 073 K空气中循环氧化105 h的实验结果表明:未经过处理的钛合金试样的氧化增重一直保持着较高的增长速率;而对带有低氧压熔结Al-Si涂层的试样来说,其氧化增重近似呈抛物线规律,显著地提高了钛合金的抗氧化能力.     

阳极氧化Ti-6Al-4V合金表面TiO2多孔膜的制备及研究

在一定浓度的H₂SO₄溶液中对Ti-6Al-4V合金表面进行阳极氧化处理,通过改变阳极氧化处理的电压、氧化时间和电解液浓度,研究了预处理工艺参数对钛合金表面形貌、物相、润湿性及粗糙度的影响.试验结果表明：钛合金经过阳极氧化处理后,表面出现了二氧化钛（TiO₂）纳米多孔结构,多孔氧化膜由锐钛矿型和金红石型TiO₂组成;在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中,随着阳极氧化电压的增加,多孔膜的孔径逐渐增大,基体表面与模拟体液（SBF）的接触角明显降低,经120 V氧化处理的试样表面接触角由预处理前的52.8°降至16.9°左右,具有良好的润湿性;并且试样表面的粗糙度明显增加,在电压为120 V时粗糙度达到0.56 μm.在电压120 V时,随着阳极氧化时间或电解液浓度的增加,TiO₂多孔膜的含量和孔径尺寸逐渐增大,试样表面的润湿性和粗糙度也不断增加,在氧化时间10 min或电解液浓度0.5 mol·L^-1时达到最大,氧化时间大于10 min或电解液浓度高于0.5 mol·L^-1时,试样表面出现裂纹,多孔结构被破坏.     

CrN涂层的制备和对Ti22Al26Nb合金在空气中900℃下的高温防护

℃空气中恒温氧化试验表明,CrN涂层表面形成了单一、致密、保护性的Cr2O3氧化膜,从而对基体钛合金起到了良好的保护作用.     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb裂解炉管的抗高温渗碳能力

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金为炉管材料对象,通过渗碳试验研究了高温(1 000和1 100 °C)下2种合金的渗碳动力学规律,采用金相和扫描电子显微镜观察分析其中Fe、Cr、Ni与Nb元素含量和渗碳层变化、组织结构及微区成分转变的情况,并对其抗渗碳能力进行分析.结果表明：Cr35Ni45Nb的抗渗碳能力比Cr25Ni35Nb更强;经2次渗碳后,2种合金试样出现了表面渗碳层剥落的现象,且Cr25Ni35Nb较为严重,并使得裂解炉管结焦而管壁变薄,从而降低了炉管的承载能力和服役寿命;合金的非渗碳层区域析出了大量弥散的碳化物,碳化物的密度随渗碳层与试样表面距离的增加而降低;在1 100 °C下,2种合金的骨架状组织形态消失,且晶界处碳化物出现了剥离.     

氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响

掺钨氧化铟(In2O3:W,IWO)薄膜是一种新型的透明导电氧化物(TCO)薄膜,其中W与In之间存在着较高的价态差,使得IWO薄膜与其他TCO薄膜相比,在相同的电阻率条件下具有载流子浓度低、迁移率高和近红外区透射率高的特点.利用直流磁控溅射法制备了IWO薄膜,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应及分光光度计表征了薄膜的表面形貌及光电性能.在工作压力1 Pa、氧分压为2.4×10-1Pa的条件下,实验中制备的IWO薄膜最佳电阻率为6.3×10-4Ω.cm,最高载流子迁移率为34 cm2V-1s-1,载流子浓度达到2.9×1020cm-3,可见光平均透射率约为85%,近红外平均透射率大于80%.     

时效时间对Cr35Ni45Nb离心铸造奥氏体钢

研究1200℃时效温度下不同时效时间对Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管材料的微观组织、室温和高温(900℃)力学性能的影响.结果表明:在1200℃下,材料力学性能出现先增后减的趋势.当时效135.2 h后,试样抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性达到最大值.时效时间对合金显微组织具有显著的影响.析出并弥散分布的细小的二次碳化物对Cr35Ni45Nb钢综合性能具有强化作用.析出的针状碳化物、碳化物向晶界聚集并粗化、初始的连续网状碳化物结构转变成不连续的链状均导致Cr35Ni45Nb钢力学性能下降和围观组织劣化.     

Rare earth effect of yttrium on formation and property of Cr_2O_3 oxide film formed on Co-Cr binary alloy

The isothermal oxidizing kinetics of Co-40Cr alloy and its yttrium ion-implanted samples were studied at 1000 ℃ in air by thermal-gravity analysis (TGA). Scanning electronic microscopy (SEM) was used to examine the Cr2O3 oxide film's morphology after oxidation. Secondary ion mass spectrum (SIMS) method was used to examine the binding energy change of chromium caused by Y-doping and its influence on formation of Cr2O3 film. Acoustic emission (AE) method was used in situ to monitor the cracking and spalling of oxide films formed on both samples during oxidizing and subsequent air-cooling stages. Theoretical model simulating the film fracture process was proposed to analyze the acoustic emission spectrum both on time domain and on AE-event number domain. It is found that yttrium ion-implantation can remarkably reduce the isothermal oxidizing rate of Co-40Cr and improve the anti-cracking and anti-spalling properties of Cr2O3 oxide film. Reasons for the improvement are mainly that the implanted yttrium can reduce the grain size of Cr2O3 oxide, increase the high temperature plasticity of oxide film, and remarkably reduce the number and size of Cr2O3/Co-40Cr interfacial defects.     

Synthesis of graphene on a Ni film by radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition

Large-area single-or multilayer graphene of high quality is synthesized on Ni films by radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) at a relatively low temperature (650℃).In the deposition process,a trace amount of CH4 gas (2-8 sccm (sccm denotes standard cubic centimeter per minute at STP)) is introduced into the PECVD chamber and only a short deposition time (30-60 s) is used.Single-or multilayer graphene is obtained because carbon atoms from the discharging CH4 diffuse into the Ni film and then segregate out at its surface.The layer number of the obtained graphene increases when the deposition time or CH4 gas flow rate is increased.This investigation shows that PECVD is a simple,low-cost,and effective technique to synthesize large-area single-or multilayer graphene,which has potential for application as electronic devices.     

多次熔铸对Ni-Cr烤瓷合金拉伸性能的影响

将铸造后的Ni-cr烤瓷合金处理后再经过4次熔铸,分别得到Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代铸件(Ⅰ代铸件由新Ni-Cr烤瓷合金直接铸造而成).铸件经万能工具磨床研磨而制成拉伸试件.对所有试件进行拉伸加载直至试件断裂,测试所有试件的拉伸强度、0.2%屈服强度和延伸率.经统计学分析,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ代试件与Ⅰ代试件之间的拉伸强度、0.2%屈服强度无显著性差异(P>0.05);Ⅱ代试件与Ⅰ代试件之间的延伸率无显著性差异(P>0.05),而Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ代试件的延伸率则显著高于Ⅰ代试件(P<0.05).     

金刚石薄膜表面含氧基引入研究

为了改进金刚石薄膜表面的性能,本文通过电化学氧化的方法,采用在NaOH溶液中保持电势在3V左右实施阳极极化,金刚石薄膜电极的表面就可变成氧化状态的表面,然后用X光电子能谱仪（XPS）对其表面进行分析,证实此实验的可行性．     

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀性能的正交试验研究

用硫酸直流阳极氧化法对6063铝合金表面进行处理。采用正交试验研究方法探索腐蚀时间、温度和腐蚀液浓度对氧化膜抗蚀性能的影响,运用极差分析法对6063铝合金的腐蚀增重量和最大腐蚀深度进行了分析。结果表明:在铜加速乙酸盐雾环境下,时间对腐蚀的影响最强,温度及盐溶液浓度的影响均较小。合金的阳极氧化膜主要以点蚀为主,在72h、35℃、3%盐溶液浓度条件下,最大蚀坑深度达180.79μm,而原样则是以均匀腐蚀为主,可见与点蚀相比,阳极氧化膜对于均匀腐蚀的改善作用更明显。