添加CeO2对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO₂改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO₂的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明：CeO₂的添加对粉末烧结过程中Co₃W₃C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W₂C相的生成;CeO₂改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO₂的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO₂改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。     

Y2O3改性石墨/CaF2/TiC/镍基合金复合涂层微观组织与摩擦学性能研究

为提高石墨/CaF₂/TiC/镍基合金（GCTN）复合涂层的力学性能和摩擦学性能,运用等离子喷涂技术在45钢表面制备了Y₂O₃改性GCTN复合涂层,研究了Y₂O₃对复合涂层的微观组织、显微硬度、断裂韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明：Y₂O₃改性GCTN复合涂层主要由γ-Ni、CrB、Cr7C₃、TiC、CaF₂和石墨等物相组成。Y₂O₃在等离子火焰加热作用下与C元素反应生成活性元素Y,Y净化了复合涂层的微观组织,并细化了CrB、Cr₃C7等硬质相晶粒,提高了其致密性。当Y₂O₃质量分数为0.5%时,复合涂层的显微硬度和断裂韧性分别为593.3MPa和6.82MPa·m^1/2,比不含Y₂O₃的复合涂层分别增大了8%和22%,其机理主要是Y₂O₃细化了CrB、Cr₃C₇等硬质相晶粒,起到了细化强化作用。由于GCTN-0.5Y₂O₃复合涂层的显微硬度和断裂韧性显著提高,减少了其黏着磨损和微观断裂磨损,因而GCTN-0.5Y₂O₃复合涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.085和0.39×10-3mm3/m。     

La2O3添加量对激光熔覆铁基合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在35CrMoV钢表面制备添加La₂O₃质量分数分别为0,0.7%,1.4%,2.0%的铁基合金熔覆层,研究了La₂O₃含量对其显微组织、物相组成、显微硬度、耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能的影响。结果表明：未添加La₂O₃的熔覆层主要物相为FeCr固溶体和少量Cr₂₃C₆,添加La₂O₃后熔覆层中还出现了LaNi₃,当La₂O₃质量分数为1.4%时熔覆层与基体界面平整,冶金结合良好,组织细小且均匀;随着La₂O₃质量分数增加,熔覆层显微硬度先增大后减小,耐摩擦磨损性能和抗冲击磨料磨损性能先提高后降低,当La₂O₃质量分数为1.4%,耐磨性能最好,此时熔覆层的摩擦磨损机制由未添加La₂     

CeO2添加量对铁基粉末冶金材料表面渗硼层组织与摩擦磨损性能的影响

在渗硼剂中添加CeO₂,采用固体粉末渗硼法对Fe-2%Cu-0.4%C铁基粉末冶金材料进行950℃×5 h渗硼处理,研究了CeO₂添加量(0,2%,4%,质量分数)对渗硼层显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同CeO₂添加量下的渗硼层均形成单一Fe₂B相;随着CeO₂添加量的增加,渗硼层的表面粗糙度增大,厚度、硬度及耐磨性能呈先增大后减小趋势;当CeO₂添加质量分数为2%时,渗硼层的厚度和硬度均最大,分别约为144μm和58.0 HRC,此时渗硼层的表面完整性相对较好,磨损量最小,约为0.008 g,耐磨性能最佳。     

TiB2含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB2/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB₂质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB₂/4Cr13钢复合材料,研究了TiB₂含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB₂等相组成;随着TiB₂含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB₂质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB₂含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB₂含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。     

基于第一性原理的碳化铬陶瓷颗粒形貌预测及验证分析

采用激光熔覆技术制备碳化铬增强Ni60复合涂层,并对其生长形貌与生长机制进行研究和验证。基于第一性原理在Materials Studio(8.0)软件中对碳化铬晶体的生长形貌进行了预测,对Ni基相及Cr₃C₂陶瓷相的界面结合特性进行了仿真分析,对碳化铬陶瓷相的生长机制进行了研究,并通过熔覆实验对仿真结果进行了验证。实验验证时在Ni60粉末中添加一定含量的C粉及Cr粉,进行球磨作为涂层粉末,采用激光熔覆技术在H13钢表面原位生成碳化铬镍基复合涂层,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层的物相和显微组织进行分析,采用维氏硬度计对涂层的显微硬度进行测试。研究结果表明,碳化铬生成相形貌主要为四边形、六边形以及其他不规则形貌,与仿真结果中形貌预测的结果一致。涂层平均显微硬度达到700 HV,是基体硬度的3倍。四边形碳化铬主要为Cr₃C₂,六边形碳化铬以Cr₇C₃为主,不规则形碳化铬为Cr₇C₃和Cr_...     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

Cr2O3掺杂量对SnO2压敏电阻微观结构和电气性能的影响

以SnO₂粉、CuO粉、Nb₂O₅粉、Cr₂O₃粉为原料,采用粉末冶金技术烧结制备(98.95-x)SnO₂-1CuO-0.05Nb₂O₅-xCr₂O₃(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05,物质的量分数/%)压敏电阻,研究了Cr₂O₃掺杂量对该压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明：随着Cr₂O₃掺杂量的增加,烧结试样的相对密度、收缩率、平均晶粒尺寸均先增大后减小,当Cr₂O₃物质的量分数为0.02%时相对密度和收缩率最高,Cr₂O₃物质的量分数为0.01%时晶粒尺寸最大,粒径分布最均匀;随着Cr₂O₃掺杂量增加,SnO₂     

WC添加量对等离子喷涂Mo2FeB2金属陶瓷涂层组织和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂法在Q235钢表面制备不同质量分数(0,10%,15%,20%,25%)WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层,研究了WC添加量对涂层物相组成、显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明：WC改性Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层均主要由Mo₂FeB₂、WC、W₂C、铁和铁的氧化物相组成;当WC质量分数由0增加至15%时,金属陶瓷涂层的Mo₂FeB₂和WC双硬质相数量增多,尺寸减小,分布趋于均匀,当WC质量分数超过15%时,双硬质相发生聚集,孔隙率增大,涂层致密性下降;当WC质量分数为15%时,涂层组织最均匀致密,耐腐蚀性能最好。     

CeO2添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响

采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO₂的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO₂添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明：添加质量分数1%的CeO₂后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO₂质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO₂添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO₂质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。     

Al2O3-13%TiO2/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷相的Fe₄₅Cr₁₆Mo₁₆C₁₈B₅铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验，通过与铁基非晶合金涂层进行对比，研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^-1)下的摩擦磨损行为，分析了其磨损机制。结果表明：当销轴转速为300 r·min^-1时，不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损；当载荷为30 N时，复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小，均在转速为500 r·min^-1达到最大，在销轴转速为500 r·min^-1和800 r·min^-1时复合涂层均表现为黏着磨损。     

烧结助剂Al2O3-Y2O3添加量对无压液相烧结TiC陶瓷结构与性能的影响

在1 850℃下采用无压液相烧结工艺制备TiC陶瓷,研究了烧结助剂Al₂O₃-Y₂O₃(二者物质的量比为1.5)质量分数(0,6%,8%,10%)对TiC陶瓷结构和性能的影响。结果表明：添加烧结助剂后TiC陶瓷中存在TiC相、YAM(Y₄Al₂O₉)相和YAG(Y₃Al₅O₁₂)相;随着烧结助剂质量分数由0增加到10%,陶瓷的相对密度由94.50%增加到97.86%,开口气孔率由0.77%下降到0.21%,YAM相与YAG相增多并逐渐发生聚集,断裂韧度、维氏硬度与抗弯强度均先升高后降低,当烧结助剂质量分数为6%时,断裂韧度和维氏硬度最大,分别为6.2 MPa·m^1/2和19 GPa,当烧结助剂质量分数为8%时,抗弯强度最大,为524 MPa;陶瓷的电阻率均在1.00×10^-6～2.00×10^-6Ω·m,烧...     

MoSi2添加量对放电等离子烧结α-Sialon陶瓷性能的影响

以Y₂O₃为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术制备了以MoSi₂为第二相的α-Sialon陶瓷,研究了MoSi₂添加量（0～10%,质量分数）对陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明：添加MoSi₂后,陶瓷中α-Sialon晶粒从等轴状变为长棒状,且随着MoSi₂添加量的增多,长棒状α-Sialon晶粒显著增多,长径比增大,当MoSi₂质量分数为10%时,晶粒尺寸呈现显著的双峰分布;当MoSi₂质量分数从0增加到10%时,陶瓷的相对密度由99.0%增加到99.7%,硬度由21.12 GPa降低到20.44 GPa,断裂韧度由4.80 MPa·m^1/2增加到6.13 MPa·m^1/2;在干切削镍基高温合金时,添加质量分数10%MoSi₂的陶瓷刀具在达到磨损标准时的切削长度是未添加MoSi₂陶瓷刀具的1.5倍,可见该刀具切削性能优异,其...     

送粉速率对等离子喷涂Mo2NiB2基金属陶瓷涂层性能的影响

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基体表面制备Mo₂NiB₂基金属陶瓷涂层,研究了送粉速率(40～80 g·min^-1)对Mo₂NiB₂涂层硬度、结合强度、耐腐蚀性能的影响。结果表明：不同送粉速率下Mo₂NiB₂涂层主要由Mo₂NiB₂陶瓷相、MoNi₄合金相和MoB₂硬质相组成,在送粉速率为60 g·min^-1时涂层质量最佳;随着送粉速率的增大,Mo₂NiB₂涂层的硬度和结合强度先提高后下降,且均在送粉速率为60 g·min^-1时达到最大,分别为2 107 HV,29.23 MPa; Mo₂NiB₂涂层的耐腐蚀性能随送粉速率的增大而增强,在送粉速率为80 g·min^-1时达到最佳。     

Ti2AlC粉末粒径分布对TiC0.5-Al2O3/Cu复合材料组织及性能的影响

通过不同时间的湿法球磨得到不同粒径分布的Ti₂AlC粉末,再与Cu₂O粉末和铜粉末混合,利用放电等离子烧结技术制备TiC_0.5-Al₂O₃/Cu复合材料,研究了Ti₂AlC粉末粒径分布对其组织和性能的影响。结果表明：随着Ti₂AlC粉末中亚微米级颗粒体积分数由0增加到70.27%,复合材料中增强相颗粒TiC_0.5和Al₂O₃在基体中分散更均匀,但是当亚微米级颗粒体积分数为98.07%时,增强相颗粒出现聚集现象;随着亚微米级颗粒体积分数的增加,复合材料的导电率与相对密度先减小后增大,硬度与屈服强度则先升后降,当亚微米级颗粒体积分数为70.27%时,复合材料综合性能最优异。     

高温耐磨球阀密封面涂层强化工艺的研究

介绍了采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺结合物理气相沉积(PVD)技术在Cr₃C₂-NiCr涂层上沉积CrN涂层形成CrN/Cr₃C₂-NiCr复合涂层的强化工艺,并对复合涂层从薄膜微观结构设计、摩擦、腐蚀及减磨防腐机理方面进行了研究。     

VC添加量对激光熔覆Fe50Mn30Cr10Co10高熵合金涂层组织和性能的影响

采用激光熔覆工艺在Q235钢板表面制备Fe_50-xMn₃₀Cr₁₀Co₁₀(VC)_x(x=0,1,3,原子分数/%)高熵合金涂层，研究了VC添加量对涂层微观形貌、物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：3种VC添加量的高熵合金涂层与基体均结合良好，涂层中仅存在较少的孔洞等缺陷，其物相均为面心立方结构的固溶相；随着VC添加量的增加，高熵合金涂层的组织发生细化，显微硬度增大；VC的添加能同时提高Fe₅₀Mn₃₀Cr₁₀Co₁₀高熵合金涂层的耐磨性能和耐腐蚀性能，并且VC添加量越多，耐磨性能和耐腐蚀性能越好。     

添加TiO2对Si3N4陶瓷刀具切削性能的影响

通过气压烧结制备添加质量分数5%TiO₂的Si₃N₄陶瓷并制成刀具,研究了TiO₂对其显微组织、力学性能和切削性能的影响,并与未添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷作对比。结果表明：添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷主要由长棒状与等轴状的β-Si₃N₄晶粒组成,并伴有均匀分布的TiN相,与未添加TiO₂烧结Si₃N₄陶瓷相比,晶粒得到细化,硬度上升而断裂韧度略有下降;在连续切削灰铸铁过程中,添加TiO₂的Si₃N₄陶瓷刀具具有更长的切削寿命（有效切削长度为2 410 m）,并且保持了刃口的完整性,切削后黏着磨损碎片较小。     

镍含量对等离子喷涂Ni-Cr2O3复合涂层耐蚀性能的影响

将质量分数为5%,10%,15%,20%的镍粉加到纯Cr2O3陶瓷粉中,采用等离子喷涂技术在20钢表面制备了Ni-Cr2O3复合涂层;通过X射线衍射、显微组织分析、电化学试验、盐雾试验等方法研究了镍含量对复合涂层相组成、组织形貌以及耐蚀性能的影响。结果表明:复合涂层为层状结构;随着镍含量的增多,涂层物相未发生改变,复合涂层的耐蚀性先升后降,且镍质量分数为15%的复合涂层耐蚀性能最好。     

粉末球磨时间对Mo2NiB2金属陶瓷组织与性能的影响

将钼粉、镍粉和硼粉进行球磨混合,压制成型,采用液相烧结工艺制备Mo₂NiB₂金属陶瓷,研究了粉末球磨时间(1,12,24,36,48 h)对Mo₂NiB₂金属陶瓷显微组织、硬度和耐电化学腐蚀性能的影响。结果表明：不同粉末球磨时间下Mo₂NiB₂金属陶瓷均主要由Mo₂NiB₂、MoB和MoNi相组成,当粉末球磨时间为24 h时,原料粉末混合最均匀,反应生成的Mo₂NiB₂相含量最高,金属陶瓷的相对密度最大;随着粉末球磨时间的延长,金属陶瓷的硬度先减小再增加后减小,自腐蚀电流密度先增大后降低再增大,当粉末球磨时间为24 h时硬度最高,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好,这与此时金属陶瓷内部孔隙最少减少了腐蚀介质扩散通道以及Mo₂NiB₂相含量较多促进阳极极化有关。