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表面技术 2025年第5期54卷 44-60页

作者：张佩凯杨会凯张冲孙金钊殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

热障涂层(TBC)在先进航空航天发动机的热防护方面发挥着至关重要的作用。新一代航空发动机对温度有着更高的要求,这对当前的热障涂层系统的热防护性能和寿命提出了新的挑战。传统的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层因其自身的局限性,已经... 详细信息

热障涂层(TBC)在先进航空航天发动机的热防护方面发挥着至关重要的作用。新一代航空发动机对温度有着更高的要求,这对当前的热障涂层系统的热防护性能和寿命提出了新的挑战。传统的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层因其自身的局限性,已经无法满足新一代航空发动机的需要。目前,针对热障涂层的研究主要集中于设计新的TBC架构,在各种不同的设计中,层片状结构、双峰结构、柱状结构、双陶瓷层结构和功能梯度结构已经被证实能够有效提升热障涂层的高温性能和使用寿命。以上述几种不同结构的TBC为切入点,对目前研究较为成熟的几种新型TBC架构进行评价。首先,系统介绍了几种陶瓷层结构的微观组织和制备方法;分析了不同陶瓷层结构的优缺点和适用性。进一步揭示了传统热障涂层的失效机理和局限性;详细分析了不同陶瓷层结构对涂层抗烧结性能和抗热震性能的影响。最后对不同的涂层结构提出了性能改进策略,并针对不同的涂层制备工艺及结构优化方向进行了展望,以期提高热障涂层的性能,满足航空发动机、燃气轮机等高精尖领域未来的使用需求。

关键词：热障涂层陶瓷层结构双峰结构双陶瓷结构功能梯度结构

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K438铸造镍基高温合金的显微组织与力学性能研究

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热加工工艺 2024年第14期53卷 105-107页

作者：逯红果马中钢李化坤李道乾殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255049 山东瑞泰新材料科技有限公司山东淄博256100

采用金相显微镜、扫描电镜研究了试验K438合金的显微组织及其断口形貌,并分析了K438试验合金室温塑性低的原因。结果表明:K438合金经热处理后,析出相主要由颗粒状、块状和长条状的MC型碳化物构成。K438合金中存在长条状MC型碳化物是导... 详细信息

采用金相显微镜、扫描电镜研究了试验K438合金的显微组织及其断口形貌,并分析了K438试验合金室温塑性低的原因。结果表明:K438合金经热处理后,析出相主要由颗粒状、块状和长条状的MC型碳化物构成。K438合金中存在长条状MC型碳化物是导致室温伸长率降低的主要原因。

关键词： K438高温合金显微组织伸长率力学性能

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改性MCrAlY涂层的研究进展

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材料导报 2024年第7期38卷 179-188页

作者：孙华键郭德林李如庆侯良朋杨明辉孙金钊殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 山东理工大学化学化工学院山东淄博255000

热防护涂层可以有效阻止高温、高压、高速等严苛环境造成的高温氧化、疲劳失效等问题,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的热防护。在热防护涂层体系中,MCrAlY(M代表Co、Ni或两者的组合)涂层作为抗氧化、抗热腐蚀覆盖层以及热障... 详细信息

热防护涂层可以有效阻止高温、高压、高速等严苛环境造成的高温氧化、疲劳失效等问题,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的热防护。在热防护涂层体系中,MCrAlY(M代表Co、Ni或两者的组合)涂层作为抗氧化、抗热腐蚀覆盖层以及热障涂层系统中的粘结层,以其优异的抗热腐蚀性能及灵活的选择性得到广泛应用。为进一步提高MCrAlY涂层热稳定性及延长其使用寿命,满足使用温度超过1000℃的要求,众多制备与改性方法应运而生。为进一步拓展MCrAlY涂层的应用,本文系统总结了MCrAlY涂层的发展历程及制备方法,重点梳理了掺杂元素、氧化物分散强化、纳米涂层、真空热处理、激光表面处理及梯度结构设计等改性方法,并在此基础上对MCrAlY涂层的未来发展方向进行了展望。

关键词： MCrAlY 制备技术改善方法微观组织抗高温氧化性

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基于光固化技术增材制造陶瓷和金属的研究进展

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材料导报 2023年第12期37卷 77-86页

作者：申发磊殷凤仕李星晨杜文祥郭娜娜方晓英山东理工大学增材制造研究院山东淄博255000 山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

增材制造是目前极具发展潜力的前沿技术之一。光固化增材技术作为增材制造的一个分支,具有高效、低能耗和成型精度高等优点,可解决传统工艺制备复杂结构金属和陶瓷存在的周期长、加工困难和成本高等问题,具有良好的经济和技术优势。光... 详细信息

增材制造是目前极具发展潜力的前沿技术之一。光固化增材技术作为增材制造的一个分支,具有高效、低能耗和成型精度高等优点,可解决传统工艺制备复杂结构金属和陶瓷存在的周期长、加工困难和成本高等问题,具有良好的经济和技术优势。光固化成型致密/多孔氧化物陶瓷已被广泛开发,并成功应用于微电子组件、光子晶体和骨科植入物等领域,但光固化非氧化物陶瓷和金属材料的应用基础理论和成型技术还未十分成熟,适宜于光固化工艺的陶瓷和金属浆料的制备仍面临很多挑战。本文综述了光固化增材制造氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和金属材料的研究进展,从浆料制备、光固化成型和后处理三个阶段分析了光固化增材制备三种材料的主要技术难点和可能的解决方案,最后指出了光固化陶瓷和金属材料的未来发展方向。

关键词：增材制造光固化陶瓷金属

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一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮断裂失效分析

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热加工工艺 2023年第4期52卷 160-162页

作者：赵祥路王壮壮苏广兰殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等,对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明:齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部,在渗碳层发生沿晶断裂,心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20C... 详细信息

通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等,对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明:齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部,在渗碳层发生沿晶断裂,心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20CrMnTi钢齿轮尺寸大,齿轮的淬透性不足导致心部不能获得马氏体组织,而是形成了上贝氏体组织,贝氏体组织中的不连续片状碳化物分布在铁素体条间,在应力作用下促进了裂纹扩展,使齿轮最终失效。

关键词： 20CrMnTi 渗碳齿轮沿晶断裂准解理断裂上贝氏体

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超声喷丸对镁合金表面高熵合金涂层组织与性能的影响

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金属热处理 2025年第3期50卷 291-296页

作者：李如庆王世宇闫福铎郭鹏宇杨会凯赵金阳殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

研究了超声喷丸强化对镁合金表面制备的NiCoAlFeCrMoSi高熵合金涂层的影响,以提高涂层的耐腐蚀性和耐磨性。结果表明,随超声喷丸时间的延长(0~800 s),涂层的表面粗糙度先降低后升高,孔隙率降低,耐蚀性和耐磨性呈现先增强后减弱趋势。当... 详细信息

研究了超声喷丸强化对镁合金表面制备的NiCoAlFeCrMoSi高熵合金涂层的影响,以提高涂层的耐腐蚀性和耐磨性。结果表明,随超声喷丸时间的延长(0~800 s),涂层的表面粗糙度先降低后升高,孔隙率降低,耐蚀性和耐磨性呈现先增强后减弱趋势。当超声喷丸时间为400 s时,涂层具有最好的耐磨性和耐蚀性,与未经喷丸处理的涂层相比,表面平均硬度增大50 HV0.2,表面粗糙度降低了53.82%,腐蚀电流密度从3.012×10^(-5) A/cm^(2)降低至9.80μA/cm^(2),磨损体积减少了26.8%。

关键词：涂层超声喷丸表面粗糙度耐磨性耐蚀性

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浇注温度对K438高温合金组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2022年第13期51卷 61-63页

作者：逯红果刘成红殷凤仕李道乾山东理工大学机械工程学院山东淄博255049 山东瑞泰新材料科技有限公司山东淄博256100

通过金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验研究了不同浇注温度下的K438合金试样组织和力学性能。结果表明:1450℃浇注后,合金中碳化物以块状和长条状为主;1410℃浇注后,合金中碳化物以块状为主。随着浇注温度的降低,室温抗拉强度和屈服强度由... 详细信息

通过金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验研究了不同浇注温度下的K438合金试样组织和力学性能。结果表明:1450℃浇注后,合金中碳化物以块状和长条状为主;1410℃浇注后,合金中碳化物以块状为主。随着浇注温度的降低,室温抗拉强度和屈服强度由991 MPa和922 MPa升高至1006 MPa和936 MPa,伸长率和断面收缩率由5.0%和15.3%降低至4.0%和7.5%,而650℃高温抗拉强度和屈服强度由982 MPa和657 MPa升高至1075 MPa和849 MPa,伸长率和断面收缩率由10.1%和21.9%降低至8.8%和10.5%。

关键词： K438高温合金浇注温度碳化物

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铸造镍基高温合金重熔工艺的研究进展

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热加工工艺 2023年第13期52卷 1-5,11页

作者：逯红果马中钢李化坤王光华李道乾殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255049 山东瑞泰新材料科技有限公司山东淄博256100

重熔浇注工艺对浇注试棒的力学性能影响较大。本文归纳了重熔浇注工艺过程中不同熔体处理温度、时间和浇注温度、模壳温度、砂箱温度及浇注试棒形状对浇注试棒显微组织的影响,并分析了原因。对未来重熔铸造镍基合金浇注试棒的重点关注... 详细信息

重熔浇注工艺对浇注试棒的力学性能影响较大。本文归纳了重熔浇注工艺过程中不同熔体处理温度、时间和浇注温度、模壳温度、砂箱温度及浇注试棒形状对浇注试棒显微组织的影响,并分析了原因。对未来重熔铸造镍基合金浇注试棒的重点关注方向进行了展望。

关键词：铸造镍基高温合金初生MC型碳化物晶粒尺寸

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激光清洗的典型应用及对基体表面完整性影响的研究进展

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材料导报 2021年第11期35卷 11163-11172页

作者：单腾王思捷殷凤仕乔玉林刘鹏飞山东理工大学化学化工学院淄博255049 陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心北京100072 山东理工大学机械工程学院淄博255049

随着社会对环保、清洗效率以及清洗后表面质量的要求越来越高,传统清洗方法如机械清洗、化学溶剂清洗、水射流辅助清洗以及超声波清洗等已无法满足工业清洗的需求,不仅清洗效率低,被清洗表面质量得不到保证,甚至产生二次损伤,还容易对... 详细信息

随着社会对环保、清洗效率以及清洗后表面质量的要求越来越高,传统清洗方法如机械清洗、化学溶剂清洗、水射流辅助清洗以及超声波清洗等已无法满足工业清洗的需求,不仅清洗效率低,被清洗表面质量得不到保证,甚至产生二次损伤,还容易对环境造成污染。先进激光清洗技术的出现为这些问题的解决提供了有效手段,这种清洗技术在不对环境造成污染的同时,还能有效保证清洗后的表面质量,展现了其特有的优越性,是21世纪最具潜力的清洗技术之一。激光清洗技术作为一种通过激光与污染物快速作用达到清洁目的的新型绿色清洗技术,可以广泛应用到除漆,除锈,除油,清除微米级、亚微米级颗粒,保护文物以及清洗城市涂鸦等各个方向。近年来,激光清洗成为工业清洗领域的研究热点,国内外研究人员在激光清洗的效率、工艺以及机理等方面做了大量研究工作,使激光清洗技术与理论体系日臻完善,激光清洗技术在各个领域的应用也逐渐成熟。但随着人们对激光清洗的工艺和机理研究不断深入,大多数研究的关注点仍集中在清洗效率和表面清洁度方面,在激光与污物层或基体的交互作用方向、表面完整性和性能演变方向的机理研究仍未取得进展,对清洗后表面质量的研究仍集中于表面粗糙度及显微硬度,对清洗后表层显微组织结构以及表面内应力等表面完整性方面的研究较少。本文列举了国内外各领域在激光清洗方面的典型应用,针对参数匹配的优化、清洗机理、清洗范围以及清洗后表面完整性的相关研究展开了讨论,并对激光清洗技术的未来发展方向进行了展望。

关键词：激光清洗表面清洁度表面完整性工艺优化清洗机理

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疏浚船用高强高韧铸造锁圈的热处理工艺研究

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热加工工艺 2024年第13期53卷 105-107页

作者：李祖磊薛冰李兆森于从潇申发磊管浩殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

锁圈用于疏浚船管道对接,是管道接口处的关键部件,其承受较大的载荷,对材料的强韧性要求高。对一种疏浚船用高强高韧铸造锁圈用钢进行了热处理工艺研究。结果表明:在淬火温度890℃时,随回火温度的升高,试验钢的强度降低,断后伸长率升高... 详细信息

锁圈用于疏浚船管道对接,是管道接口处的关键部件,其承受较大的载荷,对材料的强韧性要求高。对一种疏浚船用高强高韧铸造锁圈用钢进行了热处理工艺研究。结果表明:在淬火温度890℃时,随回火温度的升高,试验钢的强度降低,断后伸长率升高。经890℃水淬、620℃回火后的组织为回火马氏体,硬度和冲击功分别为34 HRC和29 J,材料强韧性配合较好。

关键词：疏浚船锁圈热处理高强高韧

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