300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究.结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当.喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢.两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能.综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层.     

A-100钢超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层性能研究

采用Woka Star600燃油型超音速火焰喷涂设备在A-100钢材料上制备WC-10Co4Cr涂层,研究了涂层的耐蚀性能、耐磨性能、四点弯曲性能、冲击性能和疲劳性能,并与电镀铬层性能进行了对比分析。结果表明:超音速火焰喷涂制备的WC-10Co4Cr涂层综合性能优于电镀铬层性能,而在四点弯曲性能上略差于电镀铬层。     

机床液压设备表面喷涂WC-10Co4Cr涂层与性能研究

采用超音速火焰喷涂法在机床液压设备表面热喷涂了WC-10Co4Cr涂层,并对涂层显微形貌、物相组成、耐磨性能和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,WC-10Co4Cr涂层的物相组成主要为WC、W_2C、Co Cr和Co相;WC-10Co4Cr涂层较为致密、均匀,孔隙率约为0.75%;WC-10Co4Cr涂层的体积损失量约为基体的1/150,表现出优良的抵抗滑动摩擦磨损能力;虽然电镀硬铬可以提升材料的耐腐蚀性能,但WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性能更加优越,腐蚀速率约为基体材料的2%。     

超音速等离子与超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及磨损机理

采用超音速等离子喷涂和超音速火焰喷涂分别制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,表征和分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,进行了硬度、孔隙率、结合强度及560和1120 r/min下的磨损对比试验。结果表明,超音速等离子喷涂制备的涂层的综合性能与超音速火焰喷涂制备的涂层性能相当。在560 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶122.15,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶138.36,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损。在1120 r/min下磨损10 h,超音速等离子喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶109.53,超音速火焰喷涂制备的涂层与基体的磨损量比为1∶127.44,涂层的磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损。     

3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响

开展3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响研究,采用镀硬铬、表面镀硬铬和封孔防护、高速火焰喷涂WC-10Co-4Cr 涂层等3种方法对35Cr2Ni4MoA钢表面进行处理,经过8个周期的实验室加速腐蚀环境实验,通过对比蚀坑深度、腐蚀面积、单位面积腐蚀坑数量等结果评价3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,相较于镀硬铬,高速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层、表面镀硬铬和封孔防护2种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的提升效果更明显。     

表面喷涂对不锈钢零件耐磨性能的影响

在不锈钢表面采用超音速火焰喷涂了WC-10Co-4Cr涂层,并对喷涂粉末和涂层的显微形貌、物相组成进行了表征,研究了基体与涂层的耐磨性能。结果表明,不锈钢表面涂层与基体以机械结合为主、冶金结合为辅,基体与涂层间过渡良好,未发现气孔或者微裂纹缺陷;原始喷涂粉末的物相组成为WC、Co和少量Co3W3C相,经过超音速火焰喷涂处理后,涂层的物相组成为WC、Co6W6C和W2C相;经过超音速火焰喷涂处理后,涂层的摩擦磨损性能明显优于不锈钢基体,这主要与致密的涂层硬度较高、抗摩擦磨损能力更强有关。     

基于有限元技术的不锈钢表面的缝隙腐蚀仿真分析

采用三氯化铁缝隙腐蚀试验方法,研究了表面超音速火焰喷涂59.2％Cr-40％Mo-0.8％RE复合粉末对奥氏体不锈钢10Cr18Ni12和铁素体不锈钢10Cr17的耐缝隙腐蚀性能影响.结果表明:表面超音速火焰喷涂不仅能显著提高奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的耐缝隙腐蚀性能,使其72 h缝隙腐蚀后平均腐蚀速率分别下降81.68％和77.02％;还有益于提高不锈钢在更高温度下的耐缝隙腐蚀性能.     

Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中长周期暴晒时的腐蚀行为研究

在吐鲁番干热大气环境中对Q235和Q450钢进行4 a大气暴晒实验。结果表明,两种钢表面均有较为明显的锈层,Q450耐候钢4 a的平均腐蚀速率为12 g·m~(-2)·a~(-1),Q235钢平均腐蚀速率为14 g·m~(-2)·a~(-1),Q450钢腐蚀速率相对较低,腐蚀坑深度较浅。腐蚀产物主要由α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_2O_3·H_2O组成,其中Q450钢腐蚀产物中α-FeOOH比例相对较高,腐蚀产物致密。电化学阻抗测试结果表明:Q450钢腐蚀产物电阻远大于Q235钢的,表面电荷转移电阻也大于Q235钢的,即Q450钢耐蚀性较好,腐蚀产物对基体保护作用相对较好。     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC–12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层、镀层的显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明:WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失质量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

船用辅汽轮机转子汽封轴颈喷涂WC-12Co涂层的摩擦学性能研究

采用超音速火焰喷涂技术和电镀技术分别在45钢试件表面制备了WC-12Co涂层和硬铬镀层,测试了涂层/镀层显微硬度和室温摩擦磨损性能,并观察分析了磨损表面形貌。结果表明：WC-12Co涂层的显微硬度是电镀硬铬层的1.5倍以上,表明WC-12Co涂层的抗疲劳强度性能更优;在时间为1.5h,载荷为20N和100N的试验条件下,电镀硬铬层摩擦磨损失重量分别为WC-12Co涂层的3倍和4倍,表明WC-12Co涂层的耐磨性能明显优于电镀硬铬镀层;与硬铬镀层相比,WC-12Co涂层能缩短磨合时间,较快地进入稳定磨损阶段,该阶段因WC-12Co涂层摩擦因数低,波动范围小,更有利于摩擦状态下延长工件的使用寿命。将超音速火焰喷涂技术用于修复汽轮机转子汽封轴颈,可极大提高汽轮机转子的技战术性能,降低维修频率,延长使用寿命。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

超音速火焰喷涂制备多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能(英文)

采用超音速火焰喷涂技术制备常规、亚微米及多峰3种WC-12Co金属陶瓷涂层,比较分析涂层的显微硬度及显微组织。采用超声振动汽蚀装置研究3种涂层的抗汽蚀性能,并采用扫描电镜观察涂层表面的汽蚀坑,探讨不同涂层的汽蚀机理。研究表明:采用超音速火焰喷涂制备的亚微米及多峰WC-12Co涂层结构致密、孔隙率低,其显微硬度明显高于常规的WC-12Co涂层。多峰WC-12Co涂层的平均显微硬度接近HV1500,远高于常规的WC-12Co涂层。在3种涂层中,多峰WC-12Co涂层表现出最优良的抗汽蚀性能,涂层的汽蚀率大约为常规涂层的40%;与常规涂层相比,多峰WC-12Co涂层的抗汽蚀性能提高150%以上。     

Q235钢在西沙大气环境中的初期腐蚀行为

在西沙群岛典型的高温、高湿和高盐分大气环境下对Q235钢进行了 1个月短期暴晒实验,利用扫描电镜、电子探针、激光拉曼和X射线衍射仪等观察分析了暴晒后样品的表面形貌、腐蚀产物成分和锈层元素分布。结果表明：Q235钢形成的锈层疏松多孔,多裂纹,对基体没有保护作用。由于Cl^-的侵蚀作用,锈层和基体之间发生氧化还原反应,加速了基体的腐蚀。碳钢在西沙暴晒1个月后外表层的腐蚀产物主要有：Fe₈(O,OH)₁₆Cl_1.3,Υ-FeOOH, β-FeOOH及少量α-FeOOH等,锈层内部不同位置的产物基本相同,主要为Fe₃O₄,Υ-Fe₂O₃以及少量的Υ-FeOOH、β-FeOOH等。     

镁合金表面冷喷涂纳米WC-17Co涂层及其性能

采用冷喷涂和超音速火焰喷涂(HVOF)在AZ80镁合金表面制备了纳米WC-17Co涂层。利用SEM分析了原始粉末形貌、喷涂粒子沉积行为及涂层显微结构,并采用球盘式摩擦磨损实验机考察了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:采用冷喷涂工艺可在AZ80镁合金基体上制备出高质量的WC-17Co涂层,涂层的显微硬度为(1 380±82)HV,磨损率为9.1×10-7 mm3/Nm,其耐磨性较HVOF制备的WC-17Co涂层提高了1倍,较镁合金基材提高了3个数量级。研究表明,冷喷涂WC-17Co涂层在不对镁合金基体产生热影响的情况下,可以显著提高镁合金的表面性能,是一种新型镁合金表面强化工艺。     

超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层与电镀硬铬在盐雾气氛下的腐蚀-磨损机制研究

航空和海洋工程的关键部件在遭受磨损的同时受到海洋苛刻气氛的腐蚀破坏,而采用超音速火焰喷涂（HVOF）金属陶瓷涂层已成为一种新兴防护技术。为考察碳化物类金属陶瓷涂层的在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-10Co4Cr和Cr3C2-NiCr两种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层作对比,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)等表征试样的腐蚀磨损形貌特征。结果显示,在干燥大气环境下铬镀层主要表现为黏着-磨损机制,Cr3C2-NiCr涂层同时表现出黏着-磨损与磨粒-磨损机制,而WC-10Co4Cr则表现为单纯的磨粒-磨损。施加盐雾气氛后,试样表面形成有液态膜,摩擦系数与磨损量均有所下降。盐雾气氛下增大摩擦副的载荷压力,Cr3C2-NiCr涂层的磨损量增加很快,而WC-10Co4Cr涂层的磨损机制发生转变,磨损量出现不增反降现象。     

飞机常用镀镉钢在机场道面除冰液中的腐蚀行为

采用全浸泡腐蚀试验方法和电化学测试研究了飞机常用镀镉钢在机场道面除冰液中的腐蚀行为。采用能谱和红外光谱分析了腐蚀产物的构成。结果表明:在机场道面除冰液中,随着温度的升高,镀镉钢试件的腐蚀速率逐渐增大,镀镉钢的腐蚀不是纯扩散控制的电化学反应,阳极的电化学反应与镀镉层的腐蚀溶解有关;经过铬酸盐钝化后的镀镉钢和镀镉钛钢在机场道面除冰液中的腐蚀可能存在多个氧化还原反应,铬酸盐钝化产物也参与了电化学反应,腐蚀反应比较复杂;腐蚀产物中含有碳酸盐和磷酸盐;镀镉钢表面上的碳酸盐可能来自机场道面除冰液有机盐的分解,磷酸盐可能来自机场道面除冰液中的缓蚀剂或pH缓冲剂。     

粉末粒度对HVOF制备WC-12Co涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在45钢基体表面制备三种不同粒度的WC-12Co涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等仪器对涂层的组织结构与性能进行分析,研究了粉末粒度对涂层表面性能的影响。结果表明:随粉末粒度的减小,涂层致密度和显微硬度明显提高,WC分解逐渐增多,出现了微量的W2C和Co6W6C。微纳米复合粉末制备的WC-12Co涂层表现出了较好的性能。     

不同颗粒致密度WC-10Co-4Cr涂层的耐腐蚀性能

在300 M钢表面上,利用超音速火焰喷涂技术将两种不同颗粒致密度的WC-10Co-4Cr粉末制成涂层.利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析涂层的微观组织,通过极化试验和浸泡试验分析涂层的耐腐蚀性能.结果表明,高颗粒致密度粉末制备的WC-10Co-4Cr涂层孔隙率为1.52％,是低颗粒致密度粉末制备涂层的1.95倍;在3.5％ NaCl溶液中,高颗粒致密度粉末制备涂层的耐蚀性较差,腐蚀电流密度是低颗粒致密度粉末制备涂层的2.67倍.低颗粒致密度粉末制备的涂层孔隙率低,对基体的保护性较好.