热喷涂WC-12Co涂层在锌液中腐蚀失效过程分析

为了分析热喷涂WC-12Co涂层对热镀锌沉没辊的保护效果,利用超音速火焰喷涂设备制备了WC-12Co涂层试件,并浸入460 ℃的熔融锌液中,分析腐蚀时间对涂层的影响. 通过SEM和X-Ray分析腐蚀后涂层的组织形貌和相组成. 结果表明,WC颗粒与锌液不润湿,不发生反应,钴与锌液反应生成脆性的化合物,导致涂层开裂-剥落失效. 涂层中原始孔隙并不会造成锌液的侵入,但随着腐蚀时间的增加,锌在涂层中扩散并与钴化合,导致了横向裂纹出现,造成涂层的失效.     

耐熔锌腐蚀涂层在热镀锌设备中的应用

综述了表面涂层技术在热镀锌内加热金属保护套管中的应用现状，分析了目前国内外常用的耐锌蚀涂层材料及其耐锌蚀机理，同时指出Fe-Al、Mo-W、Fe-B3个系列的合金涂层材料具有广阔的应用前景.     

MoB-CoCr涂层耐锌液腐蚀性能研究

研究了超音速火焰喷涂制备的MoB-CoCr涂层在熔融锌液中的腐蚀情况,并分析锌液对MoB-CoCr涂层的腐蚀机理。结果表明,涂层中的缺陷孔隙成为裂纹源,而MoB-CoCr涂层的残余应力、淬火应力以及涂层与不锈钢热膨胀系数不匹配所产生的应力使涂层开裂,甚至涂层与基体发生剥离,锌渗入到涂层缺陷中使裂纹扩展,形成沿着裂纹的腐蚀,加速了涂层的失效。     

超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损行为

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备微米结构WC-10Co4Cr涂层,分别采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和滑动磨损设备分析涂层的微观结构和滑动磨损行为。结果表明:采用液体煤油燃料HVOF喷涂的微米结构WC-10Co4Cr涂层的脱碳程度较低,涂层中仅出现WC和W2C相,而无η相(Co3W3C、Co6W6C)以及软相W。涂层微观结构致密,孔隙率约为1%,平均显微硬度为1 322HV0.3;在相同试验条件下,WC-10Co4Cr涂层的摩擦因数(约0.8)高于不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的摩擦因数(约0.5),其滑动体积损失量仅为不锈钢涂层的1/146,具有优异的抗滑动磨损性能。涂层在滑动磨损过程中首先是粘结相的脱落,然后是WC颗粒的磨损。     

沉没辊基础件的熔融锌液腐蚀研究现状

根据近些年国内外耐锌腐蚀的研究成果,将耐锌腐蚀方法分为两大类:自身耐锌腐蚀材料和表面改性处理。自身耐锌腐蚀材料主要集中在Fe-Cr-Mn、Fe-B、Ti Al Nb等材料上,表面处理主要集中在WC-Co、Mo B-Co Cr、陶瓷等涂层上。两种方法都获得一定的研究成果,但也有一些不足。自身耐锌腐蚀材料的耐熔锌腐蚀虽有改善,但在液锌中也只是延缓了腐蚀速度,最终仍然会腐蚀失效。表面涂层耐蚀性相对较好,但是在锌液中仍然会发生裂纹腐蚀,并且涂层和基体之间的物理匹配性较差,脆性较大,工件的轻微碰撞很容易造成涂层的脱落,加速工件的腐蚀,不宜用于实际生产。充分利用陶瓷耐腐蚀、耐高温、硬度高的优点,以及金属室温强度好、延展性好的优点,开发陶瓷金属复合涂层,可能会成为下一步沉没辊基础件熔融锌液腐蚀研究的主要方向。     

超音速火焰喷涂镍基合金层的腐蚀失效过程

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在低碳钢表面制备NiCrBSi合金涂层,利用交流阻抗法(EIS)研究镍基合金层在3．5％NaCl溶液中的腐蚀失效过程。由于喷涂层中存在气体,介质与基底接触前喷涂层的电极电位高于同种材料堆焊层的电位。涂层浸泡初期,孔隙等缺陷的存在破坏了涂层金属表面吸附层的完整性。随着腐蚀介质在涂层中进行渗透,腐蚀集中在孔隙等局部区域进行。最后,介质通过涂层渗达涂层／基底界面,碳钢作阳极遭受腐蚀。馀层的耐蚀性在浸泡初期急剧降低,后因腐蚀产物阻塞孔隙等腐蚀通道而有所上升。腐蚀介质接触碳钢基底后,复合电极的耐蚀性继续下降。     

HVOF喷涂Ni基涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）制备了3种镍基涂层，并对涂层的性能进行测试。结果表明：烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44．6MPa、显微硬度963．8HV，均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层；Ni包C涂层孔隙率最高，达5．4％，并含有许多的未熔软质相；涂层中的镍起粘结作用，能显著提高涂层的结合强度和显微硬度；起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度。     

超音速电弧喷涂锌铝合金涂层的制备及在海水中的腐蚀行为研究

本文介绍了超音速电弧喷涂技术制备锌铝合金涂层的过程和工艺,对涂层进行了电化学测试。结果表明合金涂层可以起到牺牲阳极的作用,同时浸泡一段时间之后合金涂层表面可以生成钝化膜。锌铝涂层可以保护钢铁基体不被腐蚀。     

石墨对镍基固体润滑涂层组织与性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在45钢表面制备了含石墨和MoS2双组元润滑剂的Ni基固体润滑涂层,研究加入石墨(含量0%～9wt%)对涂层组织和性能的影响及双组元润滑剂在涂层中的相互作用.结果表明,随着石墨含量的增加,涂层中的孔隙增加,结合强度降低,摩擦系数和磨损率先下降后上升.石墨含量为3.0%时,石墨与MoS2的协调作用有利于保障涂层摩擦表面润滑相的连续形成,涂层摩擦系数为0.26,磨损率为0.82×10-3 mg·s-1,减磨性最优.     

NiCr-Cr3C2超音速火焰喷涂的涂层性能

为配合干熄焦余热锅炉(CDQ锅炉)的开发和制造,保证CDQ锅炉过热器受热面管子在含焦粉粒的烟气中长期安全使用,通过试验,采用超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2粉末对受热面管子表面进行喷涂加工,确认涂层各项性能及指标满足设计要求。为后续的CDQ锅炉制造作了技术准备,现制作的首台CDQ锅炉已投入使用,取得了较好的效果。     

HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理

目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能。结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa。涂层组织致密,孔隙率为0.76%。在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1:138.36;在1120 r/min下磨损10 h,涂层与基体的磨损失重比为1:127.44。结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损。随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损。     

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。     

三种超音速热喷涂工艺制备WC-12Co涂层的组织结构分析

用新研制的超音速等离子喷涂(S—APS)和2种进口超音速火焰喷涂(HVOF)设备制备了WC—12Co涂层，分析了3种喷涂工艺对涂层的表面和断面显微形貌、组织结构、孔隙率和氧化、脱碳，以及涂层的显微硬度、结合强度的影响。结果表明，在所试验的条件下，超音速等离子喷涂WC—12Co涂层显示出最致密的组织结构和最高的显微硬度。     

Process temperature/velocity-hardness-wear relationships for high-velocity oxyfuel sprayed nanostructured and conventional cermet coatings

High-velocity oxyfuel (HVOF) spraying of WC-12Co was performed using a feedstock in which the WC phase was either principally in the micron size range (conventional) or was engineered to contain a significant fraction of nanosized grains (multimodal). Three different HVOF systems and a wide range of spray parameter settings were used to study the effect of in-flight particle characteristics on coating properties. A process window with respect to particle temperature was identified for producing coatings with the highest resistance to dry abrasion. Although the use of a feedstock containing a nanosized WC phase produced harder coatings, there was little difference in the abrasion resistance of the best-performing conventional and multimodal coatings. However, there is a potential benefit in using the multimodal feedstock due to higher deposition efficiencies and a larger processing window. The original version of this article was published as part of the ASM Proceedings, Thermal Spray 2003: Advancing the Science and Applying the Technology, International Thermal Spray Conference (Orlando, FL), May 5–8, 2003, Basil R. Marple and Christian Moreau, Ed., ASM International, 2003.     

硅对铁基合金耐液锌腐蚀的影响

采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析对含硅和不含硅的铁基合金在450℃液锌中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:在浸锌时间不长的情况下,不含硅的铁基合金的耐锌蚀能力较好,随着浸锌时间的延长,含硅的铁基合金表现出较好的耐锌蚀能力,基体中Si的加入,界面处液相中Si富集,使得ζ相生长方式接近线性生长,导致腐蚀产物中的ζ相呈粗大的柱状,且腐蚀层中Г相消失,ζ相优先在Fe-Zn界面形成。     

超音速火焰(HVOF)喷涂Fe-Cr基涂层的组织与耐蚀性

采用多元Fe—cr基合金（含Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用JP-5000超音速火焰喷枪在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe基涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜对涂层的组织结构进行了观察和分析,采用盐雾试验箱对涂层的耐蚀性进行了初步研究。结果表明,涂层主要由非晶、bcc晶体结构的纳米晶及微米级硼化物组成;非晶基体产生了明显晶化,形成了胞状bcc结构的纳米仪．Fe,其尺寸约为10～30nm^3,涂层致密,孔隙率约为1％。涂层的耐盐雾腐蚀的性能明显高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。前者主要为孔蚀,后者主要为晶间腐蚀。     

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。     

HVOF喷涂WC-12Co涂层性能及磨蚀机理

为提高水力机械表面抗磨蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)喷涂微米粉末制备WC-12Co涂层,测试了涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度及抗磨蚀性能。利用XRD表征了涂层的物相组成,并利用SEM分析了涂层的微观组织结构及磨蚀后的表面形貌,探讨了涂层在含沙水流中的磨蚀机理。结果表明,获得的WC-12Co涂层的孔隙率为0.83%,平均显微硬度达1189.7HV0.2,结合强度大于62MPa,其耐磨蚀性能是基体的3倍以上,有效提高基体的耐磨蚀性能。在含沙水流中的磨蚀主要是由沙粒冲蚀和气体气蚀所引起的。