Fe基非晶合金涂层的等离子喷涂成形特征

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基材表面制备了Fe基非晶合金涂层，研究表明，涂层基本上由非晶相组成，在涂层中分布着少量的尺寸为2-5μm的淬态核结晶相，涂层中氧化物的含量较少。涂层由条带状粒子相互搭接、逐层堆积而成，具有典型的层状结构形貌。尺寸约为60μm的球形喷涂粒子在涂层中变形为高度尺寸约为6μm扁平状粒子，保证了高非晶相含量涂层的顺利形成。在涂层中的粒子边界还包含着少量的孔隙、微细的球形粒子等缺陷。涂层与基材、涂层中粒子问主要以机械结合为主，涂层与基材的结合区为涂层-基材体系中的最薄弱处。     

ZrTICuNiBe大块非晶合金腐蚀行为的电化学研究

用电化学方法研究了ZrTiCuNiBe大块非晶合金在酸、碱、盐各种腐蚀介质中的腐蚀行为。极化曲线分析结果表明：ZrTiCuNiBe大块非晶材料的耐蚀性优于晶态合金。     

FeCo基大块非晶合金盐雾与电化学腐蚀研究

通过电化学测试方法与中性盐雾腐蚀实验研究Fe24 xCo24-xCr15Mo14C15B6Y2 (X=0, 2, 4, 6, 17)块体非晶合金的耐蚀性。合金在1 mol/L HCl中出现了宽的钝化区,其EIS图谱均由单一容抗弧组成,显示出良好耐蚀性;结合极化曲线与交流阻抗结果分析可得合金耐蚀性随着Co含量的增加先增大后减小,当Co含量为20%时合金耐蚀性最好。利用能谱分析(EDS)与原子力显微镜(AFM)对合金的中性盐雾腐蚀结果进行分析,可知它们的腐蚀产物主要由铁和钴的氧化物以及它们的氯化物组成。同时FeCo基大块非晶合金腐蚀程度随着Co含量的变化而变化,其盐雾腐蚀耐蚀性规律与电化学腐蚀耐蚀性规律一致。     

等离子喷涂含Al_2O_3-TiO_2颗粒的Fe基非晶合金涂层的性能(英文)

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的研究进展

从非晶形成理论、热喷涂制备Fe基非晶涂层两个方面对热喷涂制备Fe基合金涂层研究进行了综述,并对热喷涂制备该涂层未来的发展进行了展望.     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

Ni-Fe-W-B非晶合金的晶化行为及其电化学腐蚀特性研究

采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B(质量分数,%)非晶薄带,并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程;用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为;用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明:该非晶薄带的晶化过程分为3步,其晶化温度约为430,470和700℃;退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样,部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样;500℃退火试样表面形成致密钝化膜,抗腐蚀性能优异,而非晶薄带和720℃退火试样形成的钝化膜不稳定,易被点蚀和局部腐蚀。     

钴离子注入对Fe基非晶合金摩擦磨损行为的影响

利用金属气相真空电弧(MEVVA)法对由电弧熔炼、喷铸法制备的大块Fe基非晶Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2进行Co离子注入,注入剂量为3×1017ion/cm2.利用纳米压入法表征了离子注入对铁基非晶力学性能的影响,采用SRV球-盘式高温摩擦磨损试验机进行干摩擦磨损试验,分析了离子注入和晶化处理对Fe基大块非晶摩擦磨损性能的影响.利用形貌仪测定磨痕横截面形貌,SEM观察磨损表面形貌,EDS进行成分分析.结果表明,对非晶进行离子注入后,硬度从15 GPa提高到了21 GPa,弹性模量从230GPa提高到了290 GPa;离子注入和晶化处理后抗磨损性能得到了很大的提高;铁基非晶磨损机理以脆性剥落为主,同时伴随着氧化磨损;而经离子注入后,脆性剥落块明显减小,晶化后的磨损机理主要是硬质相从非晶基体中剥离.     

HVAF工艺参数对铝基非晶合金涂层性能的影响

针对铝基非晶合金形成能力弱的问题,采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺制备出铝基非晶合金涂层,研究了优化工艺参数对涂层孔隙率和非晶含量的影响,并评价了涂层的耐蚀和耐磨性能。 结果表明:在合适的喷涂厚度下,提高喷枪移动速率及降低送粉速度,可有效提高涂层的致密度与非晶含量,进而明显提升了涂层的耐蚀和耐磨性能。 在优化的工艺参数下得到的铝基非晶涂层孔隙率为 0. 12%,非晶含量为 83. 7%时,点蚀电位可提高到-0. 3 V_SCE ,腐蚀电流密度降低一个数量级,磨损速率仅为 5. 6×10 ^-4 mm ³N ^-1m ^-1 。     

铁基非晶合金涂层在氯化钠溶液中的腐蚀行为研究

利用新型超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,在304不锈钢基体上制备了Fe49.7Cr18Mn1.9Mo7.4W1.6B15.2C3.8Si2.4Fe非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、场发射环境扫描电镜、显微维氏硬度仪、动态极化曲线、电化学阻抗谱研究了非晶合金涂层的结构、硬度、耐腐蚀性能以及电极反应动力学过程。通过与304不锈钢的对比,研究了Fe基非晶合金在中性介质下的腐蚀行为。结果表明,该Fe基非晶合金涂层具有较高的非晶含量,较均匀的组织,较高的硬度和在氯化钠溶液中较高的耐腐蚀性能。     

非晶态Cr-C合金镀层制备及其耐腐蚀性

以酒石酸为添加剂,采用电沉积法制备了非晶态Cr-C合金镀层。用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪对镀层结构、形貌及成分进行表征,并对镀层进行电化学耐腐蚀性测试。结果表明,当酒石酸加入量为40g/L时,镀层的X射线衍射图出现非晶态的特征峰,镀层表面平整、致密,无裂纹和针孔,与普通晶态Cr镀层相比,非晶态Cr-C合金镀层具有更优良的耐腐蚀性能。     

放电等离子烧结铁基非晶涂层的滑动与冲蚀磨损性能

目的研究放电等离子烧结的Fe_(48)Cr_(15)Mo_(14)Y_2C_(15)B_6非晶涂层在滑动和冲刷条件下的耐磨性。方法利用放电等离子烧结(SPS)技术,制备Fe基非晶态合金涂层。通过滑动磨损实验和冲蚀磨损试验,分别评价非晶涂层的滑动磨损性能和冲蚀磨损性能,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析非晶涂层的组织结构以及磨损形貌。结果非晶涂层在滑动摩擦条件下,随着载荷由10 N增加至20 N,磨损率由0.089×10~(-3)mm~3/m上升到0.216×10~(-3)mm~3/m,但摩擦系数由0.841减小到0.778。非晶涂层在冲蚀磨损条件下的体积磨损率随着冲蚀角度(30°~90°)的增加,先增大后减小,45°时达到极大值(15.80 mm~3/h)。磨损表面形貌表明,铁基非晶的滑动磨损机制主要是疲劳磨损和粘着磨损,冲蚀磨损机制主要表现为构成涂层的粉末颗粒的脆性剥落。结论与常用AISI 52100轴承钢相比,SPS制备的非晶涂层在滑动摩擦条件下有着显著的低磨损率和低摩擦系数,但在冲蚀磨损条件下的耐磨性能较差。     

FeBSiNb合金粉末制备及非晶涂层性能研究

采用气雾化制备了FeBSiNb合金粉末,经过火焰喷涂后,制备了高非晶含量的FeBSiNb涂层。利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末和涂层的表面形貌、显微组织和结构特征。结果表明：FeBSiNb合金粉末主要由晶体Fe₂B相和α-Fe(Si)固溶体组成。FeBSiNb非晶涂层主要由非晶相(含量85vol%左右)、Fe₂B晶体相和α-Fe(Si)纳米晶相组成。非晶涂层在531~605℃区间发生晶化,涂层的玻璃转变温度T_g为513℃,晶化温度T_x为531℃,计算得出FeBSiNb系合金形成非晶相的临界冷却速率在2.0×10₆ K/s左右。对涂层的摩擦磨损性能进行测试,在5N,5Hz,30min摩擦条件下,FeBSiNb非晶涂层的摩擦系数仅为0.2左右,相对耐磨性约为45_#钢基体的10倍。     

一种新型经济高效非晶涂层的制备与性能表征

利用火焰喷涂技术喷涂自制的气雾化合金粉末取代非晶粉末,制备了NiFeBSiNb非晶纳米晶涂层。分别对粉末和涂层的微观组织结构和热力学性能进行了表征。结果表明,自制的合金粉末球形度较好,大多为球形或椭球形;主要为晶体结构,由Nb₂Ni₂₁B₆晶体相和(Ni,Fe)₂₃B₆固溶体组成。而经过火焰喷涂制备的涂层,形成了非晶相和纳米晶相。通过公式计算此合金体系粉末和涂层形成非晶相的临界冷却速率分别为6.01×10₅K/s和4.56×10₃K/s,解释了在粉末制备过程中较难形成非晶相而喷涂过程中形成非晶结构比较容易。对涂层的摩擦磨损性能进行了测试,涂层摩擦系数仅为0.17,具有优异的耐磨性能。     

铈对Fe-Ni-Cr合金耐磨耐蚀性能的影响

根据磨蚀理论,设计了一种含Ce耐磨耐蚀合金,用SEM、X-ray对磨损形貌进行了观察分析.结果表明,加入Ce可以获得致密化程度较高、分布均匀的组织,明显增加了合金碳化物中铬的含量,使碳化物的显微硬度提高,表面有CeFe7新相产生,并引起奥氏体、铁素体含量的增加,改变了试样表面的微观结构,从而提高了Fe-Ni-Cr合金的耐磨耐蚀性能.     

镁合金表面非晶涂层的构筑及其腐蚀行为

目的提高镁合金的耐腐蚀性能。方法采用超音速火焰喷涂技术,在AZ61镁合金表面引入Ni Cr Al作为中间层,最终在镁合金表面构筑一层铁基非晶涂层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差热分析仪、显微硬度测试仪、开路电位测试仪、动电位极化测试仪、X射线光电子能谱仪和接触角测量仪,分别评价了镁合金基体和铁基非晶涂层的形貌特征、微观结构、热稳定性、力学性能、腐蚀行为和表面性质。结果在AZ61镁合金表面成功构筑了一层厚度约200～240μm的铁基非晶涂层,该涂层在XRD有效分辨率内呈单一非晶结构。热分析结果表明,该非晶涂层的起始晶化温度可达657℃,具有极高的热稳定性。铁基非晶涂层和AZ61镁合金的显微硬度分别为892HV和71HV,合金表面显微硬度提高了10倍以上。在模拟海水中,AZ61镁合金和铁基非晶防护涂层的稳态开路电位分别为-0.59V和-1.58V,自腐蚀电流密度分别为80μA/cm~2和4μA/cm~2;在酸雨介质中,镁合金和非晶涂层的稳态开路电位分别为-0.45 V和-1.51 V,自腐蚀电流密度分别为7.27μA/cm~2和1.64μA/cm~2。去离子水在AZ61镁合金的表面润湿角为(59.8±1.5)°,而铁基非晶涂层的接触角为(74.4±0.6)°。结论在镁合金表面构筑铁基非晶涂层,可以显著提高镁合金的耐蚀性,同时非晶涂层高的热稳定性和显微硬度,意味着良好的耐热和耐磨性能。     

电沉积Ni—W—P非晶态合金工艺的研究

研究了Ni—W—P非晶态合金的电沉积方法;讨论了电沉积液的温度、pH值和电流密度(DK)对镀层结构及成分的影响;同时对电沉积液的pH值和电流密度对镀层硬度及耐蚀性的影响进行了研究。     

Laser Surface Remelting of Fe-based Alloy Coating Deposited by APS

The Fe-based amorphous alloy coatings with different porosities were deposited on Q235 steel substrates by means of atmospheric plasma spraying(APS).The as-sprayed coatings were remelted by the facility of a Nd:YAG laser to further enhance their compactness and bonding strength via orthogonal experiment design.The effects of laser remelting on the microstructure,phase compositions and mechanical properties of the as-sprayed coatings were investigated by optical microscopy,scanning electron microscope,X-ray diffraction and Vickers microhardness tester.The corrosion performance of the coatings was evaluated by both potential dynamic measurements(PDM)and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)in a 10%NaOH solution.The results indicate that laser power of 700 W,scanning velocity of 4 mm/s,beam size of 3 mm and porosity of 1.19%are the optimized remelting process parameters.The laser-remelted coatings exhibite more homogenous structure as strong metallurgical bonding to substrates.The amorphous phases in the as-sprayed coatings crystallize toα-Fe,Fe2Si,Fe3.5B,and Fe2W phases for the high temperature and rapid solidification in the remelting process.The microhardness values of as-sprayed are in the range of 700-800 HV0.1,while the microhardness values of the remelted coatings are enhanced slightly to 750-850 HV0.1.Both PDM and EIS analysis results show that the remelted coatings exhibite relatively excellent corrosion resistance compared with the stainless steel 1Cr18Ni9Ti,however the corrosion resistance of the remelted coatings is inferior to the as-sprayed amorphous coatings.