| 超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究 |
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| 引用本文： | 王超,牛少鹏,黄益聪,戴红亮,毛杰,邓春明,宋进兵,曾威,黄科,文魁,江舟.超音速火焰喷涂WC-17Co涂层氧化行为研究[J].材料研究与应用,2022,16(3):418-424. |
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| 作者姓名： | 王超 牛少鹏 黄益聪 戴红亮 毛杰 邓春明 宋进兵 曾威 黄科 文魁 江舟 |
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| 作者单位： | 广东省科学院新材料研究所，现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东省现代表面工程技术重点实验室，广东 广州 510650 |
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| 基金项目： | “广东特支计划”本土创新创业团队(2019BT02C629)；广州市重点领域研发计划项目(202007020008)；广州市科创委对外科技合作项目(201907010027)；广州市产学研协同创新重大专项“燃气轮机关键零部件表面处理及维修”; |
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| 摘 要： | WC-17Co涂层由于其优异的耐磨性能，被广泛用于工件的摩擦防护，但其在较高温度下服役存在过早氧化失效的问题。采用超音速火焰喷涂在45#钢表面制备WC-17Co致密涂层，将其置于400、500、600和700 ℃的温度下进行恒温热暴露，研究超温服役氧化行为对其结构及性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等手段表征喷涂态及不同氧化温度下涂层的物相和微观结构的演变，对其物相和性能变化进行讨论。研究结果表明：喷涂过程中WC的分解及过冷使喷涂态WC-17Co涂层形成少量的Co基非晶；400 ℃热暴露后，涂层物相和结构无明显变化，当热暴露温度提高到500 ℃以上时，涂层表面CoWO4、WO3和Co3O4等氧化相开始生成，在700 ℃氧化处理2 h后，氧化物生长层增厚到10 μm；氧化促使涂层内部的Co元素向表面扩散，导致涂层内部WC硬质相的浓度提高，故内部涂层的显微硬度也大幅提高，在距离表面50 μm深度涂层显微硬度增加到1400 HV0.3以上；表层显微硬度升高则主要是由于氧化相的生成。高温氧化后，由于Co粘结相的减少使涂层断裂韧性降低，涂层在高速摩擦环境下，疏松的氧化物层易粉化失效，故WC-17Co涂层的服役温度应保持在500 ℃以下。
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| 关 键 词： | 超音速火焰喷涂 WC-17Co 氧化 服役性能 失效机制 |
| 收稿时间： | 2021/11/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/6/5 0:00:00 |
Oxidation Behavior of WC-17Co Coatings Prepared by HVOF |
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| WANG Chao,NIU Shaopeng,HUANG Yicong,DAI Hongliang,MAO Jie,DENG Chunming,SONG Jinbing,ZENG Wei,HUANG Ke,WEN Kui,JIANG Zhou.Oxidation Behavior of WC-17Co Coatings Prepared by HVOF[J].Journal of Guangdong Non-Ferrous Metals,2022,16(3):418-424. |
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| Authors: | WANG Chao NIU Shaopeng HUANG Yicong DAI Hongliang MAO Jie DENG Chunming SONG Jinbing ZENG Wei HUANG Ke WEN Kui JIANG Zhou |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | HVOF WC-17Co oxidation mechanical properties failure mechanism |
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