热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第5期

• 镍基复合镀层电沉积工艺及应用进展

  王文鑫, 阚洪敏,

  综述了近年来电沉积制备镍基复合镀层的方法、工艺参数及具有优秀性能的镍基复合镀层的研究进展。重点阐述了辅助手段及工艺参数影响镍基复合镀层性能的一些新发现。归纳了文献中先进的镍基复合镀层制备及其特点，最后对镍基复合镀层未来发展方向进行了展望。

• SAC305/薄化学镍钯金焊点的界面反应及可靠性研究进展

  展尚松, 鲍明东, 王帅康, 杨文灏, 林乃明, 吴泓均,

  化学镍钯金（ENEPIG）是一种对电路板及微电子芯片、进行表面处理以提高焊接性能的重要工艺。传统ENEPIG体系中Ni(P)厚度较厚（4～7μm），在应用中存在电阻过大、电信号退化以及潜在的桥连问题，因此开发薄ENEPIG以替代传统ENEPIG已成为封装应用中的新问题。目前，Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)焊料综合性能较好，是应用最为广泛的商业无铅焊料。然而在SAC305/薄ENEPIG的界面反应中，Ni(P)层在回流后会耗竭，IMC生长快，不利于焊点的导电性及机械可靠性。本文对SAC305/薄ENEPIG的界面反应机理进行了介绍，总结了Ni(P)厚度、Pd(P)厚度及其P含量等对焊点界面结构及形貌的影响，分析了SAC305/薄ENEPIG焊点的导电性及抗冲击性能，以期为薄ENEPIG的开发提供一定参考。

• CFRP/AA6061接头自冲铆接过程及状态分析

  陈中傲, 黄晓明, 苏洲, 王志勇,

  基于碳纤维增强树脂基复合材料（carbon fiber reinforced plastics,CFRP）的断裂失效模型和AA6061铝合金的Johnson-Cook本构模型，对CFRP上板/AA6061下板的自冲铆接过程进行数值模拟，并通过铆接实验对仿真结果进行验证和分析。结果表明：采用CFRP上板/AA6061下板的搭接方式可形成有效的内部互锁结构；通过仿真与实验对比，铆接质量参数误差保持在10%以内。通过接头截面分析，发现CFRP内部纤维主要发生纤维断裂和挤压破坏；铆接过程中，冲头载荷变化分为两个阶段，分别为CFRP刺穿过程和铝合金变形充填模具过程，冲头最大载荷为18.87 kN;CFRP层间特征点应力沿厚度方向从上至下递增，铆接头最大应力集中分布在铆钉下方，为725.9 MPa。

• 选区激光熔化AlSi10Mg铝合金的拉伸与冲击性能研究

  张珞, 陈锐敏, 李智勇, 王俊, 刘奋成, 尤启凡, 胡晓安,

  AlSi10Mg铝合金具有密度低、比强度高等特点，在航空航天、船舶制造等领域应用广泛。以选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金为研究对象，获得了试样不同方向的室温拉伸及冲击性能，并讨论其断裂失效方式。结果表明，AlSi10Mg铝合金试样不同方向的强度无明显差异，而横向试样的伸长率比纵向试样高25%，但二者的塑性都较差。拉伸断口特征表明，两种方向的试样未有明显的颈缩现象，都表现为脆性断裂。AlSi10Mg铝合金试样的室温冲击韧性存在较明显的各向异性，横向试样冲击吸收功比纵向试样高约30%；选区激光熔化AlSi10Mg铝合金的冲击性能与其断面收缩率密切相关，延性增加，其冲击性能也明显增加。

• 错边量对304不锈钢氩弧焊端接接头性能的影响

  钟世裕, 邓宇, 李远波, 张国庆, 刘行, 欧阳育光, 钟先煌,

  采用钨极氩弧焊工艺焊接0.6 mm厚304不锈钢薄板，研究错边量对端接接头性能的影响。在无错边状态下获得较好的焊接参数，采用该焊接参数对不同错边量的接头进行焊接。对焊接接头的表面形貌、横截面形貌进行分析，同时对接头显微硬度、力学性能、断口形貌以及金相组织进行测试。结果表明：在电流28 A、焊接速度5.3 mm/s、钨极距离2 mm条件下，当错边量小于等于1.5 mm时，焊缝的表面成形良好。接头强度低于母材，主要是在靠近熔合线附近的焊缝处断裂，不同错边量接头的拉断力在4.06～4.17 kN，约是母材拉断力5.17 kN的80%，错边对接头强度影响不明显；接头焊缝区和热影响区硬度均高于母材；错边量对金相组织无明显影响。

• 7075铝合金/DC51D+Z镀锌钢CMT熔钎焊接头的界面显微组织及力学性能

  李坊平,

  基于CMT方法对DC51D+Z镀锌钢和7075铝合金进行熔钎焊接试验，借助金相显微镜、扫描电镜、能谱仪（EDS）、拉伸试验机等设备，研究工艺参数对界面化合物生长及接头力学性能的影响，并对钎料在镀锌钢表面的铺展行为及界面冶金反应机理进行分析与探讨。结果表明：在钎焊界面层形成了厚度5～8μm的Fe2Al5和FeAl3金属间化合物层；钢板表面的镀锌层在电弧加热条件下形成了“瞬时液膜”，从而显著改善了液态钎料的润湿铺展性能。随着送丝速度的增加，接头最大拉伸力呈现出先升高后减小的趋势，当送丝速度为5 m/min时，拉伸力达到峰值2850 N，接头效率为86.9%。

• 基于田口法激光切割铝合金工艺参数优化

  徐珖韬, 杨伟, 刘建, 杨唐绍, 张宏宇,

  为提高激光切割铝合金质量，开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素，以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度，确定激光切割铝合金的最优参数组合。通过验证试验，得出采用优化后的参数切割铝合金质量更稳定，切缝宽度较小，切割精度更高；切割面粗糙度更小，切口更光滑。

• 基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

  王晓强, 马行, 穆春阳, 张春涛, 翟巍,

  为提高机器人在切割工件时的精确度，对3D视觉切割机器人进行了路径规划研究。根据3D相机视场固定的特点，采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D相机采样得到的点云数据转化为机器人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理，提出阈值自适应采样法，使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采用一种姿态估计算法，通过对切割微切平面进行拟合，完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算，将规划结果应用于机器人切割作业。实验结果表明，该系统误差在0.24 mm以内，切割轨迹线形良好，可满足切割机器人系统的要求。

• 激光切割速度对铁基非晶合金磁性能的影响

  周浩, 邓淼文, 杨元政, 时俊磊,

  利用激光切割技术对铁基非晶带材进行切割，在功率75 W、辅助气压0.1 MPa保持不变的条件下，分别用1、4、8 m/min三种不同切割速度制备得到环形叠片结构的铁基非晶磁芯。结果表明：相较未被激光切割处理的磁芯，激光切割制备的磁芯在直流测试下的矫顽力和交流测试条件下的损耗均有所上升。当激光切割速度为8 m/min时，铁基非晶合金的软磁性能恶化最小，矫顽力和损耗上升的最少。这是由于随着激光切割速度的增加，单位时间内激光集中在铁基非晶合金上的能量减少，热影响区和晶化区的大小都减小，对铁基非晶合金非晶态的影响减小。

• 电磁脉冲在管/绳典型结构焊接中的应用研究

  陆豪赫, 常江, 白晓斌, 路志建, 杨兰均, 程诚,

  电缆线芯与电缆连接管属于典型的管/绳连接结构，在长期运行过程中电缆接头需具有良好的接头电阻和机械强度。使用电磁焊接装置对电缆连接管与70 mm2电缆线芯进行连接，对电缆接头在焊接过程中出现的断股问题展开研究。利用Maxwell电磁场分析软件仿真优化了该电磁焊接装置的集磁器结构和工作区长度。结果表明，当集磁器结构为T形时，工作区中心磁感应强度可达32.10 T。当集磁器工作区长度为27、18 mm时，电缆接头接触良好，接头电阻可稳定在40μΩ以下。连接管与线芯之间形成波状焊接界面，实现了连接管与线芯的一体化连接。

• 基于有限元反演方法的25Cr2Ni2MoV钢焊接接头疲劳失效分析

  郭素娟, 罗甘霖, 金鑫, 司俊,

  以25Cr2Ni2MoV钢焊接接头为对象，开展了不同应变幅水平下的低周疲劳试验，得到了其低周疲劳强度特征，并对失效试样的疲劳失效位置进行了规律统计。结合纳米压痕试验和有限元反演方法，获取了焊接接头不同区域的力学性能对比和相关参量，反演出其母材、焊缝和热影响区3个区域的应力-应变曲线，同时采用有限元方法得到了焊接接头的局部轴向应变分布特征，揭示了焊接接头疲劳失效位置随载荷水平变化的演化机理。结果表明：在较低的应变水平下，焊接接头的最大轴向应变主要集中在靠近热影响区的母材，低周疲劳失效位置也集中在这里；当载荷水平居中时，热影响区附近母材和焊缝中心轴向应变相当，低周疲劳失效位置在两处随机出现；当载荷水平较大时，最大轴向应变出现在焊缝中心处，疲劳失效位置也主要出现在焊缝中心处。

• 钛/钢电阻单元焊接头的组织与性能研究

  王楠楠, 张家宁, 赵培峰, 石红信, 邱然锋,

  为强化钛/钢电阻点焊接头性能，采用钢质铆钉的单元件对纯钛与Q235低碳钢进行了电阻单元焊，测试了接头的抗剪载荷，观察分析了接头的微观组织特性。结果表明：在接头中铆钉腿与Q235下板间形成了熔核，其直径达到铆钉腿径左右时，在铆钉腿与纯钛上板的界面形成金属间化合物层。钛/低碳钢电阻单元焊接头抗剪载荷随焊接电流、焊接时间的增大而先增加后下降，接头最大抗剪载荷约为11.9 kN。实践表明，采用电阻单元焊方法焊接钛与低碳钢是比较有效的。

• ECAP变形对高强塑Mg-Sn-Zn-Zr合金组织与腐蚀性能的影响

  郭菲菲, 张全发, 周田水, 刘德学,

  镁合金作为可生物降解金属材料在治疗骨科和心血管疾病等方面具有无限潜力，但其降解速率过快和力学性能不足等缺点限制了镁产品的实际应用。等通道转角挤压（ECAP）技术可显著提升镁合金的力学性能。为研究ECAP对镁合金腐蚀行为的影响，通过OM、SEM、浸泡失重法和电化学工作站等方法表征不同ECAP变形道次（1～4）下高强塑Mg-Sn-Zn-Zr(TZK)合金在Hank's溶液中的腐蚀行为。结果表明，随挤压道次的增加，TZK合金的腐蚀速率先降低后增大，腐蚀产物由细针尖状变为致密的球状。经3道次变形后TZK合金的平均晶粒尺寸最小（2.13μm），且具有最小的析氢速率、腐蚀速率和腐蚀电流密度，其耐蚀性能最优异。

• 均匀化处理及轧制对Al-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

  王鹏辉, 边丽萍, 于培文, 雒宝权, 王涛, 梁伟,

  采用普通重力铸造法制备了新型Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.25Zr合金，研究了均匀化处理对铸态合金组织、硬度和电导率的影响，确立了最佳工艺参数450℃×4 h；并对其进行变温4道次轧制，总压下量为68.4%，使轧制合金的抗拉强度、伸长率分别达到513.93 MPa、6.84%，强度是铸态合金的1.78倍，且塑性良好，大幅提高了Al-Mg-Sc合金的力学性能。450℃×4 h均匀化处理使铸态合金晶粒得到细化，同时晶内析出了大量细小、分散的Al3（Sc,Zr）弥散颗粒，显著提高了合金在变形过程中的位错累积速率，抑制了晶界/亚晶界迁移能力，获得了存在大量位错的细小亚晶组织，大幅提高合金的强度。高含量Mg溶质原子的固溶强化和高密度Al3（Sc,Zr）纳米析出相的析出强化也显著提高了合金的强度。

• 42CrMo4钢的高温变形行为及本构模型

  窦存超, 孙振栋, 郭宁, 沈德鹏, 刘哲, 程林, 刘永超, 唐炳涛,

  采用Gleeble热模拟试验机进行等温压缩实验（变形量60%），测得温度（950～1200℃）和应变速率(0.001～1 s-1)下42CrMo4钢的真应力-应变曲线。结果显示，其流变应力曲线在大多变形条件下表现出动态再结晶的特征，流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大。计算得到其热变形激活能为382.5122 kJ/mol，并构建了“两段式”高温流动应力模型，模型计算值与实验值相关系数高达0.99784。用作图法求解加工硬化率，确定了临界应变和峰值应变，得到了42CrMo4钢热变形特性的动态再结晶数学模型。将高温流动应力模型和微观组织演变模型嵌入Deform 3D二次开发子程序，对某工件镦粗成形进行数值模拟，获得其平均晶粒尺寸和动态再结晶分数。结果表明，模拟结果与实验结果吻合性较好，验证了本文建立的42CrMo4钢的本构方程的准确性。

• Mg-5.0Zn-xCa合金的微观组织与力学性能研究

  张立生, 王小巩,

  通过金属型铸造制备了Mg-5.0Zn-xCa（x=0、0.25、0.50）合金，并进行了均匀化处理和热挤压变形。采用OM、SEM、EDS、拉伸试验等手段，研究了Ca对Mg-5.0Zn-xCa合金微观组织与力学性能的影响。结果表明：随着Ca含量的增加，铸态Mg-5.0Zn-xCa合金中的Mg Zn相逐渐减少，Ca2Mg6Zn3相含量和尺寸逐渐增加，晶粒尺寸逐渐增大。铸态Mg-5.0Zn-0.50Ca合金中Ca2Mg6Zn3相呈断续网状结构。Ca元素的加入，可以明显细化挤压态Mg-5.0Zn-xCa合金的晶粒。随着Ca含量的增加，挤压态Mg-5.0Zn-xCa合金的晶粒尺寸逐渐减小，强度逐渐升高，伸长先升高后降低。挤压态Mg-5.0Zn-0.50Ca合金的强度最大，Mg-5.0Zn-0.25Ca合金的塑性最佳，伸长率达到25.4%。

• 稀土Ce加入量对50W470无取向硅钢织构的影响

  张年迪, 杨礼林, 许涛, 谢东西, 李涛,

  利用XRD衍射仪和场发射扫描电镜（FESEM）对不同稀土含量的50W470无取向硅钢的热轧、冷轧、退火试样的宏观织构和微观织构进行观察。结果表明：不同Ce含量50W470无取向硅钢的热轧板表层织构主要聚集在Goss织构周围，且随着Ce含量增加，热轧板表层Goss织构强度逐渐降低，心部001uvw> 织构强度逐渐降低；冷轧板的表层及心部织构主要类型相同，但是强度存在差异，2 #、3 #钢的001<110>、110<110>织构强度高于无稀土1#钢的；随Ce含量的增加，退火板中面织构占比及织构因子发生变化：有利织构100+110占比增加，不利织构111占比减少，织构因子（100+110）/111从3.6增加到8.0。

• 高温软化和轧制对Super304H耐热钢晶粒长大的影响机理

  吴跃, 柴付方卓, 王家庆, 刘俊建, 方文, 王万里, 杜成超,

  细晶Super304H管被广泛应用于超(超)临界机组的过热器和再热器，然而其细晶的形成及控制机理仍较模糊。系统研究了高温软化和轧制变形对Super304H钢晶粒长大行为和纳米级MX相分布的影响。结果表明：高温软化后，MX相部分溶解进入奥氏体基体，在最终固溶处理过程中又以纳米级形态在晶界析出。轧制变形量越大，纳米级MX相越弥散，MX相对晶界迁移的钉扎作用越强，对晶粒长大的抑制作用越明显。当轧制变形量为56%时，在100 min的最终固溶处理后，晶粒尺寸仍控制在20μm以内。未做高温软化的Super304H，最终固溶过程中无纳米级MX相析出，在0～100 min的最终固溶处理后，晶粒尺寸为25～40μm。

• 压下量对钛/钢双层直接热轧复合板结合强度的影响

  梁经韬, 边丽萍, 韩绍杰, 朱金森, 王涛, 梁伟,

  采用非真空直接热轧法在不同轧制压下量（30%～45%）下对TA1纯钛/304不锈钢双层复合板进行一道次热轧复合，考察压下量对复合板界面结合强度、组元板变形率、界面微观组织的影响。结果表明，随压下量的增加，复合板所受正应力和界面剪切应力显著增加，界面接触面积加大、元素扩散加剧、TA1层晶粒显著细化，界面结合强度显著增加。当压下量为40%时，复合板界面结合强度显著增加，304与TA1的变形率比达到最高值75%，变形协调性最好；45%压下量时界面剪切强度最高，达237 MPa。

• 960MPa级工程机械用钢热轧过程的氧化铁皮演变研究

  吴浩鸿, 赵文聪, 王皓, 汪宏兵, 陈强, 曹光明,

  针对高强工程机械用钢960QT热轧全流程的工艺，设计了高温氧化动力学、氧化铁皮热变形、氧化铁皮结构转变等实验，系统研究了热轧过程中目标钢种高温氧化行为的演变规律。结果表明，960QT经过高温氧化后，Cr发生选择性氧化，提升了氧化激活能，其氧化激活能为168.96 kJ/mol。随轧制温度升高，氧化铁皮塑性也提高，在高温下氧化铁皮具有良好的变形能力，轧制变形后氧化铁皮的完整性更好。根据氧化铁皮的结构转变实验，发现在氧化皮中的FeO会经历先共析Fe3O4析出以及共析组织生成两个阶段，并系统绘制了氧化铁皮结构转变TTT曲线，发现结构转变过程符合C型规律，共析转变的鼻尖温度在450℃左右。结合以上实验结果，对热轧全流程生产工艺进行了优化设计，960QT表面状态得到了明显改善。

• 基于Deform-3D的水下呼吸器阀体毛坯模拟优化

  陈昕悦, 袁海军, 李献锋, 翟力, 周志明, 方略, 张永伟, 朱春明,

  针对铅黄铜水下呼吸器阀体毛坯顶部容易出现断裂和充不满的问题，从毛坯结构与工艺参数两方面进行了优化。采用Deform-3D软件进行正交试验数值模拟，分析了模具温度、坯料温度、凸模速度、摩擦系数等工艺参数的影响。研究结果表明：当模具温度为250℃、坯料温度为820℃、凸模速度为90 mm/s、摩擦系数为0.2时可以获得较好的效果。经实验验证，经优化后的阀体毛坯充型效果好，表面获得了细小的等轴晶粒。

• 铝/钢异种金属焊接过程中金属间化合物演化过程的相场研究

  唐紫聪, 李敏, 杨洪刚, 陈云霞,

  采用双椭球热源模型结合相场模型，模拟铝/钢异种金属焊接过程中的温度场以及金属间化合物（IMC）的生长行为，IMCs由Fe2Al5和FeAl3组成，且Fe2Al5占据了IMC层的主要部分。结果表明：Fe2Al5首先形成，然后少量Fe原子与Al原子结合生成FeAl3。Fe2Al5的枝晶之间由于溶质的大量聚集形成溶质偏析，导致焊接接头的力学性能降低。Fe2Al5的枝晶臂间距和厚度随焊接电流的减小而减小，这可以有效地改善铝/钢焊接接头的力学性能。

• 碱性含Cl环境下Cu合金化对低合金钢耐蚀性的影响

  王毅, 周君君, 张天翼,

  对低合金钢和含铜低合金钢进行了金相形貌观察、电化学测试、浸泡实验和电化学阻抗谱测试，对比分析了这两种钢的组织、极化性能、浸泡后腐蚀产物的形貌及成分，系统研究了模拟盐碱土壤环境(含Cl的饱和Ca（OH）2溶液)下Cu合金化对低合金钢耐蚀性及腐蚀产物保护性的影响机制。结果表明，Cu的添加增加了低合金钢在环境中的腐蚀电位和破钝电位，降低了维钝电流密度。Cu合金化低合金钢的浸泡后腐蚀产物表现出更致密的形貌及更高的稳定腐蚀产物含量，促使腐蚀产物保护性增加，表现为蚀坑深度降低。Cu添加促进试样试样容抗弧半径和低频模值|Z|0.01的增加，这与锈层中Fe2O3稳定物相含量增加有关。

• 金属有机框架衍生物CuFe2O4@C的制备及其催化苯酚湿式空气氧化性能

  吕岩锋, 郑泉辉, 杭瑞强, 王欣,

  本研究在常温下一步合成铜铁双金属有机框架（Cu/Fe-MOFs）前驱体，再经退火处理得到CuFe2O4@C催化剂。利用TG-DTG、XRD、XPS、SEM等技术系统表征了材料的组织结构。通过单因素变量法系统研究了退火温度、苯酚底物浓度、催化剂用量和反应温度对苯酚和COD去除效果的影响。结果表明：Cu/Fe-MOFs高温退火后生成CuFe2O4@C并较好地保持了原有结构，XPS进一步证明Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）共存，有利于催化反应的发生。退火温度700℃、底物浓度100 mg/L、催化剂用量20 mg、反应温度220℃下反应180 min，苯酚去除率达到97.6%，且COD去除率超过96%。推测反应机理为体系中的金属离子在与氧气和苯酚反应的过程中发生完整的氧化还原过程，在氧气充足的条件下不断生成·O2-、·OH-等活性物质，从而将苯酚分解为CO2和H2O。

• 钛合金表面黑皮与铸锭成分关系分析

  侯林涛, 韩彤, 刘娣, 白钰, 张利军, 董龙龙,

  通过向海绵钛中添加钛合金表面黑皮制备自耗电极，经真空自耗电弧熔炼（VAR）一次获得φ140 mm的铸锭。采用ICP光谱仪、氧氢碳硫分析仪、扫描电镜、拉伸试验机等检测设备对钛合金表面黑皮、铸锭头尾的化学成分，以及铸锭的显微组织和室温力学性能进行检测分析，研究添加钛合金表面黑皮与铸锭化学成分的定性关系。结果表明：钛合金铸锭表面黑皮中O元素含量均值高达10.84%，未添加黑皮的Ti铸锭氧含量为0.069%～0.071%，符合VAR增氧规律；添加黑皮后熔炼的Ti铸锭氧元素含量为0.20%～0.21%，是未加黑皮铸锭氧含量的2.8～3.2倍，Ti铸锭化学成分布均匀，低倍组织检查时未发现夹杂等冶金缺陷，其室温平均抗拉强度为530 MPa，屈服强度为497 MPa，断后伸长率为14%，强塑性匹配基本上与工业纯钛力学性能相当。

• 中碳微合金非调质钢46MnVS5连杆胀断缺陷分析

  刘运娜, 董帅君, 郝彦英, 刘献达, 张朝磊,

  通过对合金成分、显微组织定量分析以及断口观察和力学性能测定，对中碳微合金非调质钢46MnVS5连杆胀断后变形大、断口不齐两种缺陷进行分析。结果表明：两支连杆抗拉强度达到1120.8～1140.2 MPa，接近标准上限；1#连杆断面收缩率超过标准要求，达到47.2%～47.7%;2#连杆塑性符合标准，断面收缩率接近标准上限，达到43.2%～44.7%，二者的强塑积达到18052.9～19743.9 MPa·%。性能上断面收缩率超过标准，强塑积过高是产生胀断缺陷的主要原因，提出采用控锻控冷技术精确控制组织和性能是解决这些缺陷的关键。该研究为提升连杆质量提供了理论支持。

• 钢轨铝热焊接头表面掉块原因分析

  石孟雷, 宋宏图, 高松福, 任金雷, 吕晶, 王旭华,

  通过检验伤损特征、金相组织、显微硬度及化学成分，对某钢轨铝热焊接头表面掉块的原因进行分析。结果表明，由于对铝热接头电弧焊补时未进行预热，电弧焊热影响区产生马氏体，马氏体在轮轨作用力下出现微裂纹并扩展，最终导致掉块。电弧焊补时焊条选择不当也加速了掉块产生。

• 真空热处理对热障涂层寿命及静态氧化行为的影响

  王攀, 苏庆, 王喆锦, 段士昌, 毛高翔, 霍达,

  分别采用大气等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术在GH2747合金表面制备粘结层，采用大气等离子喷涂技术制备陶瓷层。通过等温热循环和高温静态氧化试验研究了不同工艺粘结层的热循环寿命及热生长氧化物层的生长情况。结果表明：使用超音速火焰喷涂制备的粘结层致密度大于大气等离子喷涂技术制备的粘结层，经过1050℃×2 h真空热处理后，粘结层表面形成了0.3～0.4μm厚的Al2O3膜。对比高温静态氧化后的粘结层组织成分和热生长氧化物层厚度得出，粘结层表面预先形成连续致密的α-Al2O3，可以有效减缓氧气的流入，降低热生长氧化物层的生长速率，抑制混合氧化物过早的生成。致密结构的粘结层内部的氧化速率更慢，超音速火焰喷涂制备的粘结层抗氧化性强于大气等离子喷涂技术制备的粘结层。在热循环过程中，热生长氧化物层增厚和混合氧化物生成是导致涂层失效的主要因素，粘结层抗氧化性能越好，涂层的热循环寿命越大。