hBN含量对等离子喷涂NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层力学性能的影响

采用化工冶金包覆、喷雾造粒和固相合金化技术以Cr3C2和hBN为核心制备了NiCr/Cr3C2-h BN复合粉体,并用等离子喷涂技术制备了NiCr/Cr3C2-hBN涂层,研究了涂层的显微结构、物相组成、显微硬度和结合强度。研究结果表明,等离子喷涂NiCr/Cr3C2-h BN复合涂层呈典型的层状结构,各层之间结合良好。涂层的显微硬度和结合强度均随hBN含量的增加逐渐降低,当hBN含量为20%时,涂层的显微硬度和结合强度分别为NiCr/Cr3C2涂层的66%和50%。涂层断裂位置发生在涂层内部,为典型的脆性断裂。     

等离子喷涂WC颗粒增强Ni基涂层组织及抗冲蚀性能

采用等离子喷涂工艺制备WC颗粒增强Ni基涂层,分析了涂层的显微组织,并对其抗冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明,涂层呈层片状结构,有一定孔隙,WC颗粒在涂层中分布均匀,且与母相结合良好。随着冲蚀角度的增大,涂层冲蚀磨损质量损失先增大后减小,表现为塑性-脆性复合冲蚀磨损特征。     

时效处理对高频感应熔覆TiC/Ni复合涂层的组织及性能影响

为了改善抽油杆材料的表面性能,采用高频感应熔覆技术在其表面制备了TiC/Ni复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等研究了涂层经固溶及不同时间时效处理后的显微组织及物相组成,并利用显微硬度计及摩擦磨损实验测试了时效后涂层的性能变化。结果表明:经固溶时效后的涂层并未出现明显缺陷,涂层主要以γ-Ni固溶体、Ni的化合物、CrB、碳化物以及δ相等硬质颗粒组成;时效后涂层的最大硬度达到928.2 HV0.2,相比时效前提高了4%,最低磨损量为48.9 mg,比基材减少了62%,在时效4 h后,涂层的综合性能最好。     

等离子喷涂NiCrBSi+Ni/Al复合涂层的设计及应用

本文提出了用等离子喷涂法制备Ni60B＋Ni／A1复合涂层的新工艺。试验结果表明：Ni60B与Ni／A1粉末按不同比例混合，可制备出不同性能的喷涂工作层。     

高速火焰喷涂Fe—Al／SiC复合涂层的冲蚀性能研究

采用高速火焰喷涂方法,制备出Fe-Al/SiC复合涂层,对涂层的抗冲蚀特性进行研究,利用扫描电镜,对冲蚀后涂层表面形貌进行分析.结果表明,复合涂层随温度的升高,其冲蚀特性由脆性冲蚀逐渐转变为塑性冲蚀;冲蚀角度对涂层的耐冲蚀性能有较大影响,45°时涂层的抗冲蚀能力优于90°;45°时涂层损失主要以刮削为主,90°时涂层损失主要以凿削为主.     

激光原位制备TiN/Al复合涂层及其抗冲蚀性能

表面处理是提高钛合金抗冲蚀性能的重要途径。采用激光氮化涂层过程中同步送Al粉的方法,在Ti6Al4V合金表面制备了一层均匀的TiN/Al复合涂层,涂层内没有微观裂纹和孔洞。研究结果表明:激光扫描速度对复合涂层的微观结构、硬度及抗冲蚀性能有着重要的影响。随着激光扫描速度的增加,复合涂层的厚度降低。在复合涂层最表面存在一层平均厚度大约为2~3μm的连续的氮化物陶瓷层,涂层内部存有大量的枝状晶组织。复合涂层的微观硬度和抗冲蚀性能明显高于Ti6Al4V合金基体。当激光扫描速度从240 mm/min升高到720 mm/min时,涂层表面的微观硬度从1 600 HV_(0.1)降低到1 200 HV_(0.1),而且涂层的冲蚀失重也逐渐降低。这主要是因为随着激光扫描速度的降低,由于反应时间的增加,导致涂层中TiN硬质相的含量也在增加。     

等离子喷涂粉煤灰复合涂层的制备及性能

利用煤炭固体废弃物,采用等离子喷涂技术,在工业纯铜表面制备粉煤灰复合涂层。利用SEM和XRD分析涂层的组织形貌和物相组成,通过热震实验、抗氧化性实验、磨粒磨损实验、冲蚀磨损实验分别测试涂层的热震性、抗氧化性、磨粒磨损性和冲蚀磨损性。结果表明:涂层表面致密,结合性良好,且有3Al2O3·2SiO2、AlB2和Al9Si等新相产生;涂层具有良好的热震性能,热震次数达到74次;涂层具有良好的抗氧化性和耐磨性,其抗氧化性、磨粒磨损性和冲蚀磨损性比基体分别提高了3.14倍、6.16倍和7.48倍。     

固溶时效对等离子堆焊WCp/18Ni300钢复合涂层组织与性能的影响

采用等离子堆焊技术在Cr5钢表面制备WC增强18Ni300钢复合涂层. 研究添加质量分数为25%和35%的球形WC对堆焊层组织与性能的影响,分析固溶(900 ℃ × 1 h)和时效(490 ℃ × 5 h)处理前后堆焊层的显微组织/相变过程/显微硬度和摩擦磨损性能. 结果表明,在马氏体时效钢粉末中添加WC颗粒影响堆焊层组织和马氏体相变. WC/MS300复合堆焊涂层的显微组织主要以奥氏体为主. 经固溶时效热处理后,基体试样硬度和摩擦磨损性能下降,而WC/MS300试样中γ-F转变为α-Fe,硬度和耐磨性显著改善,添加35%WC试样耐磨性能最佳. 由WC的微观结构演变表明,固溶时效后WC颗粒周围形成厚的扩散层,显著改善了界面结合.     

PPS/SiO2纳米复合涂层抗冲蚀磨损特性研究

采用了附着力测定仪、冲击试验器、冲蚀磨损试验机等手段，对钠米复合涂层、普通涂层的附着力、耐冲击性和抗冲蚀磨损性能进行了研究。探讨了无机物颗粒形态和尺度等因素对两种涂层抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明，由于纳米粒子的增强、增韧效果明显，使得纳米复合涂层比普通涂层具有更好的抗冲蚀磨损性能。     

高速火焰喷涂三种Fe-Al复合涂层 300℃冲蚀性能研究

用高速火焰喷涂方法制备出Fe-15Al/45Cr3C2、Fe-15Al/15Cr3C2、Fe-15Al/15WC三种复合涂层,对三种涂层在温度300℃、冲蚀角分别为30°和90°下的抗冲蚀性能进行了研究,并利用扫描电镜对冲蚀后涂层的表面形貌进行分析.结果表明,在300℃下Fe-15Al/45Cr3C2复合涂层抗冲蚀性能最好,Fe-15Al/15Cr3C2复合涂层优于Fe-15Al/15WC复合涂层;三种涂层都表现出脆性冲蚀特征,但Fe-15Al/45Cr3C2复合涂层表现出一定的塑性冲蚀特征,本文称之为"准塑性冲蚀",大量Cr3C2增强相的加入是其主要原因;冲蚀角对涂层抗冲蚀性能有较大影响.     

Microstructures and erosion resistance of plasma-sprayed WCp/NiCrBSi composite coatings

WCp/NiCrBSi composite coatings have been deposited by plasma spraying with the mixed powders of WC-12Ni and NiCrBSi. The coatings consist mainly of WC, γ-Ni, Ni3B, CrB, Cr2B, M7C3, M23C6 and W2C phases. The W2C content increases with increasing WC mass fraction in the powders. The porosity and microhardness of the coatings are related to the coating WC content. The excessive WC results in decreasing the microhardncss due to increasing the porosity. The WCp/ NiCrBSi coating with 35 % WC mass fraction powder has more excellent erosion resistance. With an increase of impact angles from 15°to 90°the erosion rate of the coating increases, the erosion rate at 15°impact angle being approximately two times lower than that at 90°impact angle. Based on the wear morphology of the coatings at different impact angles, the wear mechanisms were discussed.     

Effect of Al content on high temperature erosion properties of arc-sprayed FeMnCrAl/Cr_3C_2 coatings

Three types of FeMnCrAl/Cr3C2 coatings with different Al content were deposited on 20# steel substrates by the high velocity arc spraying (HVAS) process. Surface microstructures of the coatings were analyzed by optical microscopy (OM) and X-ray diffractometry (XRD). High temperature erosion (HTE) tests were performed in an erosion tester at different impact angles. The surface morphologies of the eroded coatings were observed on a field emission scanning electron microscope(FE-SEM). The laminated structure is found on all the prepared coatings with the porosity and oxide fraction in the coatings decreasing with the Al content from 0 to 15% (mass fraction). Sample FA3 with 15% Al, possessing the lowest porosity and oxide fraction, has the best HTE resistance, which demonstrates that Al addition can improve the HTE resistance of the coatings. The erosion rate of sample FA1 exhibits a maximum value at 90° impact angle. The maximum erosion rates of both FA2 and FA3 samples appear in the range of 60°-90° impact angles. Erosion loss of the coatings occurs through brittle breaking, cutting and fatigue spalling.     

Ni含量对TiN-Ni金属陶瓷高温抗氧化性能的影响

采用热压烧结方法,分别制备了3种含Ni体积分数30%、50%以及70%的TiN-Ni金属陶瓷,研究了TiN-Ni金属陶瓷在800℃静态空气中的连续氧化行为。结果表明,烧结过程中,TiN相与Ni相之间无化学反应,调整Ni含量有助于烧结致密化,其中TiN/70Ni致密度最高,可达99.6%,有助于强化其高温抗氧化性。对氧化膜进行扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)分析,系统地研究了TiN-Ni复合材料的高温氧化机理。分析表明,氧化过程分为快速氧化阶段和慢速氧化阶段,其中存在金属离子的外扩散和氧离子的内扩散。     

NiCrWFeSiBCCo合金涂层的组织与耐空蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备NiCrWFeSiBCCo合金涂层. 采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对涂层表面粗糙度和显微硬度进行表征;采用X-Ray衍射仪(XRD)分析涂层的相组成;采用磁致伸缩空蚀试验仪测定涂层的空蚀性能,并与1Cr18Ni9Ti不锈钢的空蚀性能进行比较. 结果表明,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备的NiCrWFeSiBCCo涂层组织均匀,结构致密(平均孔隙率为0.63%),硬度为1 004 HV,NiCrWFeSiBCCo涂层的抗空蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.     

电接触强化对Ni/Cu复合镀层组织与性能的影响

利用电刷镀在铸铁表面制备了厚度在1 mm左右的Ni/Cu复合镀层,并对镀层进行了电接触强化试验。利用场发射电镜(FESEM)、维氏硬度计分析了电接触强化对镀层组织性能的影响。试验结果表明,电接触强化改善了镀层表面和内部质量,减少了镀层内部裂纹、孔洞等缺陷。同时,电接触强化使镀层和基体之间产生了部分镶嵌熔融。电接触强化改变了Ni层与Cu层的组织结构,使镀层组织更加致密紧实,Cu层和Ni层之间发生了塑性变形,产生了一定的镶嵌。强化后镀层表面及截面硬度都有所提升。镀层与基体之间形成的硬化层硬度远大于基体硬度,电接触强化提高了镀层与基体之间的结合力。     

MoSi_2含量对MoSi_2/Al_2O_3复合涂层介电与力学性能的影响(英文)

通过喷雾干燥法制备MoSi2包覆Al2O3的壳核结构混合粉,利用该混合粉以等离子喷涂技术制备MoSi2/Al2O3复合涂层材料。研究MoSi2/Al2O3质量比涂层材料的力学和介电性能的影响。结果表明:随着MoSi2含量从0增加到45%,复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别从198MPa和3.05MPa·m1/2增加到324MPa和4.82MPa·m1/2,随后又降到310MPa和4.67MPa·m1/2。在8.2-12.4GHz微波频率波段内,随着MoSi2含量的增加,复合材料的介电损耗增加,而介电常数的实部却呈减小趋势。这主要是由于MoSi2颗粒熔化后的凝聚及导电网络结构的形成导致电导率的增加引起的。     

热喷涂FeCrAl/WC涂层的组织和高温冲蚀行为

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术制备高温氧化环境下抗冲蚀磨损FeCrAl/WC涂层。用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对FeCrAl/WC涂层的组织、成分和涂层表面冲蚀磨损形貌进行了分析。用自制的高温冲蚀磨损试验机对FeCrAl/WC涂层在不同温度、攻角下的冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明 ,高速电弧喷涂FeCrAl/WC涂层具有颗粒增强复合材料的层状组织特征。 4 5 0℃以下 ,FeCrAl/WC涂层均呈现韧性冲蚀行为 ;90°攻角时不同温度以及 6 5 0℃时不同攻角对FeCrAl/WC涂层的冲蚀行为影响不大。温度高于 35 0℃ ,FeCrAl/WC涂层具有良好的全攻角冲蚀磨损抗力 ,6 5 0℃棱角状石英磨粒冲蚀条件下 ,FeCrAl/WC涂层的冲蚀磨损抗力为 2 0g钢的 1 .94～ 2 .0 3倍。探讨了FeCrAl/WC涂层高温冲蚀磨损机理     

WC/Ni和WC/Cu基复合覆层的耐气蚀性能

分别在NiCrSiB和CuNiSiB自熔合金粉末中添加WC颗粒 ,利用氧乙炔焰粉末喷焊工艺制备覆层。用超声波振动气蚀仪研究覆层的耐气蚀性能 ,用扫描电镜观察覆层表面气蚀破坏形貌。结果表明 :复合覆层的耐气蚀能力比基体材料强。探讨了覆层的气蚀破坏机理。     

Cavitation erosion of electroplated nickel composite coatings

The cavitational wear resistance of electroplated nickel composite layers was tested following ASTM G32. Particles of different hardness (titania and silicon carbide) and different sizes from micro-scale to nano-scale were incorporated up to 30 vol.% into a nickel matrix. Martens hardness is improved by grain refinement via particle incorporation. Compared to pure electroplated nickel films the composite layers strengthened by submicro-scale silicon carbide particles exhibit a decreased mass loss of one order of magnitude after 8 h testing time. Remarkably, layers with nano-scaled titania particles show a similar performance.

Apart from particle adherence failures, reduced mass loss of the composite layers correlate with improved hardness of the composite due to grain refinement of the matrix and dispersion hardening effects.