金属陶瓷覆层-钢基体界面结合状态的研究

为提高钢基材料的耐磨性和耐腐蚀性,以金属Mo粉、Fe粉和B-Fe合金粉末为原料,采用原位反应真空液相烧结技术,在钢基体表面制备三元硼化物金属陶瓷覆层.测定了覆层-钢基体界面结合强度及界面结合区的显微硬度变化,研究了界面微观结构和界面区元素分布,并对覆层-钢基体界面层形成的机理进行了分析.结果表明,覆层与钢基体之间的断裂破坏发生于界面附近的钢基体和覆层内,而不是覆层与钢基体之间结合界面的剥离;在覆层-钢基体结合界面处,存在由高硬度覆层到低硬度钢基体的狭窄过渡区,合金元素的分布形成具有一定厚度的过渡层.     

硬质合金覆层-钢基体结合界面层及其生长模型的研究

采用液相烧结技术制备的三元硼化物硬质合金覆层材料具有成本低廉、耐磨抗蚀的优异性能。利用覆层连结试样和抗弯强度法测定的覆层材料的覆层-钢基体界面结合强度为740MPa。覆层与钢基体之间的断裂破坏不是由于覆层与钢基体之间结合界面的剥离,而是发生于界面附近的钢基体和覆层内。利用显微硬度计测定了覆层-钢基体界面结合区的显微硬度变化,并利用SEM-EDS研究了覆层-钢基体界面微观结构和界面区元素分布。在覆层-钢基体结合界面处,存在由高硬度(覆层)到低硬度(钢基体)的狭窄过渡区,合金元素浓度分布没有突变,形成一个具有一定厚度的过渡层。分析了覆层-钢基体界面层形成的机理,并以扩散理论为基础,建立了覆层材料覆层-钢基体界面层生长的数学模型。