D0I:10.13374/j.issn1001053x.2001.03.046 第23卷第3期 北京科技大学学报 Vol.23 No.3 2001年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 2001 MA956ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti 不锈钢氧化性能的改善 庞洪梅 齐慧滨 何业东 王德仁 北京科技大学腐蚀与防护中心，北京100083 摘要采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18N9T不锈钢表面上沉积了厚度约为50m的MA956 ODS合金纳米徽晶涂层，涂层与基体之间呈现良好的冶金结合.在1000℃静态空气中对 1Cr1Ni9Ti试样与表面施加涂层试样进行了总计100h的恒温氧化实验.用AFM,SEM,EDX和 RD分别对涂层和氧化后试样的形貌、成分和组成进行了观察和分析.结果显示：1C189Ti 表面沉积MA956ODS合金纳米微晶涂层促进了Cr的选择氧化，提高了1Cr18Ni9Ti表面氧化 膜的粘附性，改善了1Cr18Ni9T抗高温氧化性能. 关德词高频电脉冲沉积技术：MA956ODS合金微晶涂层；1Cr18Ni9Ti;氧化 分类号TG174.32 研究表明，活性元素及其氧化物颗粒添加 初步显示了二者良好的协同作用叫.电脉冲沉 至合金中，可显著地降低合金元素发生选择氧 积技术操作简单、成本低，是一种有应用潜力的 化的临界含量，并能增强氧化膜与合金基体的 涂层技术，但涂层的厚度、表面质量和沉积效率 附着性.同理，由于氧化是发生在合金/气体 均需进一步改进， 界面的过程，在合金表面施加活性元素或含有 本文采用自行研制的新型高频电脉冲沉积 弥散氧化物的合金涂层不仅有相同的作用，而 设备，在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面沉积了表面质 且能阻碍涂层与合金基体之间的互扩散，因此 量较好的厚度达50μm的MA956ODS合金纳 综合效果更好5阿 米微晶涂层，对比研究了1Cr18Ni9Ti沉积涂层 此外，组织微晶化对合金和涂层抗氧化性 前后在1000℃静态空气中恒温氧化的行为. 能亦具有类似的有益作用”.许多研究表明，合 金元素的选择氧化行为与合金或涂层的晶粒尺 1 实验方法 寸之间有着依赖关系.然而，微晶化的作用 11试验材料及样品的制备 将随高温条件下晶粒的长大而退化， 涂层材料为钢铁研究总院研制的MA956 鉴于弥散氧化物和微晶化在改善合金高温 ODS合金，成分（质量分数）为Fe—20%,Cr一 氧化性能方面各自具有的优良特性，如果将二 4.5%,A1-Y,0,合金加工成3mm×10mm的棒. 者加以结合，有望进一步改进提高合金的抗氧 试样材料为商用1Crl8Ni9Ti不锈钢，样品 化性能，一个主要原因是弥散氧化物颗粒能够 尺寸为10mm×14mm×2mm.试验表面经 阻碍微晶组织的退化.因此，笔者提出了“弥散 200~800号水砂纸打磨并经超声波表面清洗等 氧化物微晶涂层”的概念.已知的制备弥散氧化 前处理，之后进行表面沉积涂层或氧化实验 物涂层和微晶涂层的技术均不能直接用以获得 1.2电脉冲沉积设备 弥散氧化物微晶涂层.最近，何业东等利用电脉 电脉冲放电沉积的基本原理就是利用电极 冲沉积技术成功地在多种合金表面制备出了厚 周期性地对被处理工件表面放电，向工件表面 度约为10m的含有弥散氧化物的微晶涂层， 提供能量，并使它转化为热能和其他形式的能 收稿日期2001-01-16庞洪梅女，30岁，博士 量，达到改善表层的元素成分和金相结构的目 *国家自然科学基金资助课题0No.59801002) 的☒第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 目 七 】俄牙 加 丫 ， 加 合金微晶涂层对 不锈钢氧化性能的改善 庞洪梅 齐慧滨 何业 东 王德仁 北京科技大学腐蚀与防护中心 ， 北京 摘 要 采用高频电脉冲沉积技术在 不锈钢表面上沉积了厚度约为 卿 的 合金纳米微 晶涂层 ， 涂层与基体之间呈 现 良好 的冶金结合 在 ℃ 静态空 气 中对 肠 试样与表面御 目涂层试样进行 了总计 的恒温氧化实验 用 ， ， 和 卫 分别对涂层和氧化后试样的形貌 、 成分和组成进行 了观察和分析 结果显示 表面沉积 合金纳米微晶徐层促进了 的选择氧化 ， 提高了 五 表面氧化 膜的粘附性 ， 改善了 妞 抗高温氧化性能 关健词 高须电脉冲沉积技术 再 合金徽晶涂层 吓 氧化 分类号 研究表明 ， 活性元素及其氧化物颗粒添加 至合金 中 ， 可显著地降低合金元素发生选择氧 化的临界含量 ， 并能增强氧化膜与合金基体的 附着性 【 】 同理 ， 由于氧化是发生在合金 气体 界面 的过程 ， 在合金表面施加活性元素或含有 弥散氧化物 的合金涂层不仅有相 同的作用 ， 而 且能阻碍涂层与合金基体之间的互扩散 ， 因此 综合效果更好” 此外 ， 组织微晶化对合金和涂层抗氧化性 能亦具有类似的有益作用闭 许多研究表 明 ， 合 金元素的选择氧化行为与合金或涂层的 晶粒尺 寸之间有着依赖关系 阳 然而 ， 微晶化的作用 将随高温条件下 晶粒 的长大而退化 鉴于弥散氧化物和微晶化在改善合金高温 氧化性能方面各 自具有 的优 良特性 ， 如果将二 者加 以 结合 ， 有望进一 步改进提高合金 的抗氧 化性能 ， 一个主要原 因是弥散氧化物颗粒能够 阻碍微 晶组织 的退化 因此 ， 笔者提出了 “ 弥散 氧化物微晶涂层 ” 的概念 已知的制备弥散氧化 物涂层和微晶涂层的技术均不能直接用 以获得 弥散氧化物微晶涂层 最近 ， 何业东等利用 电脉 冲沉积技术成功地在多种合金表面制备出了厚 度约为 卿 的含有弥散氧化物 的微 晶涂层 ， 收稿 日期 刁 一 庞洪梅 女 ， 岁 ， 博士 国家 自然科学基金资助课题困。 初步显示 了二者 良好 的协 同作用 〔 电脉 冲沉 积技术操作简单 、 成本低 ， 是一种有应用潜力 的 涂层技术 ， 但涂层 的厚度 、 表面质量和沉积效率 均需进一步改进 本文采用 自行研制 的新型 高频 电脉冲沉积 设备 ， 在 不锈钢表面沉积 了表面质 量较好的厚度达 娜 的 合金纳 米微 晶涂层 ， 对 比研究 了 沉积涂层 前后在 ℃ 静态空气 中恒温氧化 的行 为 实验方法 试验材料及样品的制备 涂层 材料 为钢铁研究 总 院研制 的 合金 ， 成分 质量分数 为 一 ， 卜 ， 一二丫 ， 合金加工成帕 幻 的棒 试样材料为商用 不锈钢 ， 样 品 尺 寸 为 幻。 试 验 表 面 经 小 号水砂纸 打磨并经超声波表面清洗等 前处理 ， 之后进行表面沉积涂层或氧化实验 电脉冲沉积设备 电脉 冲放 电沉积的基本原理就是利用 电极 周期性地对被处理工件表面放 电 ， 向工件表面 提供能量 ， 并使它转化为热能和其他形式的能 量 ， 达 到改善表层 的元素成分和 金相结构的 目 的〔， ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．03．046