40Cr钢表面激光熔覆Fe,Ni基涂层组织性能研究

为了提高40Cr钢基体的力学性能和耐蚀性,利用激光熔覆方法在40Cr钢基体上熔覆Fe基、Ni基合金涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的组织、相以及元素分布进行分析鉴定,并采用显微硬度、电化学腐蚀及摩擦磨损测试手段表征了两种涂层的综合性能.结果 表明:两种涂层的厚度均为...     

等离子熔覆Fe-Ni基合金导辊组织结构及失效分析

采用等离子熔覆技术将Fe-Ni基高温耐磨合金粉末熔覆到45#圆钢上,制备了Fe-Ni基合金导辊.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪研究了Fe-Ni基合金涂层的组织结构和Fe-Ni基合金导辊的表面失效情况.结果表明:Fe-Ni基高温耐磨涂层组织形态良好,由涂层与基体的结合界面处到涂层的上部其组织由平面晶向树枝晶转变;γ-(Fe,Ni)的含量在涂层中按底部—中部—上部的方向依次降低,而(Cr,Fe)7C3的分布正好相反;Fe-Ni基合金导辊的失效机制为热疲劳开裂和磨粒磨损.     

超音速火焰喷涂铁基非晶纳米晶涂层微观组织及性能的研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术制备了Fe基非晶纳米晶涂层,研究了其微观组织、热稳定性以及耐磨耐蚀性能.试验结果表明涂层主要由FeNi3和Fe2B相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为1.8%;涂层表面硬度分布不是均匀,最高可达1 570 HV,平均硬度为1361.1 HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Gr13Ni5Mo不锈钢的0.15倍,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的0.56倍,涂层的磨损机理主要是疲劳磨损;所获得的非晶纳米晶涂层有很好的热稳定性.     

锅炉受热面防护涂层高温冲蚀性能

为提高锅炉受热面管的耐磨性并延长其使用寿命,利用高速电弧喷涂技术在SA-210C钢表面制备Ni55耐磨涂层。采用钨极氩弧焊机对喷涂涂层进行重熔处理,并对基体、涂层进行显微组织、相组成、涂层结合强度、显微硬度、耐冲蚀能力分析。结果表明:涂层晶体相主要由γ-(Fe,Ni)、Ni_3Fe、CrB、Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、Fe_3B和WC等组成。涂层在沉积过程中形成了典型的层状结构,致密性优良,以机械结合为主;喷涂涂层的结合强度为40.85 MPa,重熔后的涂层结合强度为53.25 MPa;喷涂涂层的平均硬度为1 081HV,重熔后涂层硬度达到1143HV;在冲蚀角度为45°,冲蚀速度为200 m/s及温度600℃,重熔涂层耐冲蚀磨损性能最好,喷涂涂层比基体的耐冲蚀磨损能力强;重熔涂层呈现典型的脆性材料冲蚀磨损行为。涂层中与基体结合牢固的CrB、Cr_7C_3、Fe_3B硬质相,具有抵抗磨粒连续切削的功能,其冲蚀机制为氧化膜的剥落与磨粒对基体金属的微切削和犁削。     

WC颗粒类型和数量对激光熔覆镍基涂层磨粒磨损性能的影响

由韧性Ni基合金基体和耐磨WC颗粒复合而成的金属基复合(MMC)涂层常被应用于严苛的磨粒磨损工况下。本研究的目的是绘制Ni基基体中WC颗粒类型、形态和数量对激光熔覆MMC涂层微观组织结构和耐磨性能的影响规律。采用ASTM-G65标准对涂层的磨粒磨损性能进行了评价,其主要受WC体积含量的影响,而对于同样的熔化程度或向基材的稀释情况以及颗粒尺寸来说,WC的形状和微观结构对其影响较小。涂层的微观组织结构分析表明,WC在熔池中的熔解程度主要受到熔池中液相金属化学成分和所选WC微观结构和数量的影响。     

高速电弧喷涂Fe基涂层的耐磨性能研究

本文通过高速电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe基涂层, 采用光学显微镜(OM)、 扫描电子显微镜(SEM)、 白光干涉仪表征涂层的微观结构以及磨痕形貌, 通过维氏硬度计、 摩擦磨损试验机检测涂层的机械性能。 研究结 果显示涂层呈典型的片层状结构, 涂层较为致密, 孔隙率为 1.75±0.22%。 硬质相元素的添加提高了涂层的微观 硬度, 涂层的硬度大约是基体的四倍。 同时, 涂层的磨损量相对基体来说降低了 78.61%, 对磨球切削基体表面 形成较深的犁沟, 而涂层因硬度较大, 形成的沟槽较浅, 并且涂层表层出现脆裂、 剥落现象, 产生大量的磨粒, 使得基体与涂层的磨损机制由粘着磨损向磨料磨损转变     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的微观结构与摩擦磨损行为

分别采用超音速火焰喷涂工艺和爆炸喷涂工艺,在Q235不锈钢基体上制备Fe基非晶合金涂层,对比研究这2种非晶合金涂层在室温下的干摩擦磨损特性,并探讨摩擦磨损机理.结果表明,与超音速火焰喷涂工艺制备的Fe基非晶合金涂层相比,采用爆炸喷涂工艺制备的涂层更致密,孔隙率为2.1％,显微硬度更高,平均硬度高达1 095.6 HV,且耐磨性更好;并且涂层摩擦因数增至稳定值的时间较短,具有更稳定的摩擦磨损行为.超音速火焰喷涂涂层的磨损形式主要以疲劳磨损为主,而爆炸喷涂涂层的磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,并以粘着磨损为主.     

等离子喷涂工艺对Fe基非晶合金涂层微观组织结构的影响

通过等离子喷涂技术在Q235基体上制备了一种Fe基非晶涂层。该涂层结构均匀致密,主要含有具有Fe、Cr、B、Si、Ni、Mo和W。通过合理安排实验方案,分别研究了等离子喷涂电压、电流、喷涂距离对涂层的孔隙率、微观组织结构的影响规律。在等离子输入功率一定时,采用较高的喷涂电压将获得孔隙率更低的Fe基涂层;涂层孔隙率分别随等离子输入功率和喷涂距离的增加,均呈先降低后升高的趋势。等离子输入功率为30.25kW时,所制备的Fe基涂层孔隙率为1.19%,显微硬度为717HV0.1。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰（HVOF）喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明：在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗磨粒磨损性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺在316L不锈钢基体上制备了WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳。涂层的结合强度和显微硬度高,组织结构致密。在相同的实验条件下,316L的磨粒磨损量是WC-12Co涂层的95倍,这表明HVOF制备的WC-12Co涂层具有优异的抗磨粒磨损性能。     

纳米WC增强Ni基合金喷熔层在不同介质中抗泥浆冲蚀性能研究

采用氧乙炔火焰喷熔工艺制备了Ni60CuMo和纳米WC增强Ni60CuMo两种Ni基合金喷熔层,采用XRD、SEM方法分析了喷熔层的组织结构,测量了喷熔层的硬度和电化学性能;研究了两种喷熔层在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能。结果表明,纳米WC增强Ni60CuMo合金喷熔层的组织结构为纳米WC呈块状均匀镶嵌在γ相固溶体和Cr23C6、Cr7C3等硬质相之间,形成弥散强化,使其硬度提高了约13%;纳米WC增强的Ni基合金喷熔层在3.5wt.%NaCl介质中比Ni60CuMo喷熔层具有更低的腐蚀电位与更高的腐蚀电流密度,它在淡水和3.5wt.%NaCl介质中的抗泥浆冲蚀磨损性能分别比Ni60CuMo喷熔层提高了约53%和20%。纳米WC的加入显著提高了Ni基合金喷熔层的抗泥浆冲蚀性能,但在3.5wt.%NaCl介质中,由于WC与NiCr合金之间形成了大量微电池,加速了喷熔层的腐蚀磨损,使其抗泥浆冲蚀性能的增强效果受到削弱。     

等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究

采用等离子喷涂方法,在不同送粉量和喷涂距离下制备WC-12Co涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、结合强度、表面硬度及耐磨耐蚀性能的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试分析了涂层的形貌和成分;利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度;利用万能试验机测定了涂层的抗拉强度;利用高速环块磨损实验机测试了涂层的耐磨性能;利用CHI660D电化学工作站和三电极体系测试了涂层的电化学性能.结果表明,喷涂过程中送粉量和喷涂距离的改变对WC-12Co涂层的结合强度和硬度影响显著,喷涂过程中有新相产生,合理喷涂工艺参数的优选可使涂层的抗拉强度和表面硬度显著提高,涂层孔隙分布均匀,耐磨耐蚀性能良好.     

高频感应重熔Ni60AA合金粉末涂层的研究

针对某大型圆柱形工件,利用Ni60AA合金粉末,采用高频感应重熔工艺,在工件表面制备了合金涂层,并对涂层的组织进行了分析并测试了涂层的硬度和耐磨性。结果表明,感应熔涂制备的涂层与基体形成了良好的冶金结合,涂层与基体之间存在明显的＂白亮带＂,涂层基体中分布着丰富的硬质相,显著提高了涂层的硬度,具有良好的耐磨性。     

氧化铈稳定纳米氧化锆高温性能的研究

等离子喷涂热障涂层技术广泛应用于航空发动机热端部件的高温防护。应用大气等离子喷涂法成功制备了纳米氧化铈氧化钇稳定的氧化锆(CYSZ)涂层,并与常规氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层在1300℃下热处理10小时,研究高温对两种涂层性能的影响,与常规的YSZ涂层相比,CeO2的掺杂使涂层具有更高的稳定性。经过高温处理,CYSZ涂层的相结构没有发生明显变化。显微形貌结果表明,CYSZ涂层没有产生裂纹缺陷,涂层中纳米区域晶粒度随着温度的升高略有增大,这表明了纳米结构的CYSZ涂层具有更优异的高温稳定性。热循环氧化实验结果证明,CYSZ涂层具有更长的热循环寿命以及优异的高温抗氧化性能。     

自蔓延离心法制备Fe3Al/W2C复合涂层

以氧化铁、铝粉、三氧化钨、石墨为原料,采用自蔓延离心法制备了具有内生强化W2C相的Fe3Al涂层。采用x射线衍射仪分析涂层相物相,采用扫描电镜观察涂层组织及磨损后形貌,利用盘销式试验机对比检测了Fe3Al和Fe3Al/W2C涂层的干摩擦性能。结果表明,反应原料中的铝与石墨比例为2:1时,涂层中的主要物相为W2C和Fe3Al。Fe3Al/W2C涂层的相对耐磨性是Fe3Al涂层的1.6倍。     

Ag含量对WC-12Co/Ag涂层高温摩擦性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术制备了三种不同Ag含量(10%,15%和20%)的WC-12Co/Ag涂层,将其高温摩擦性能与WC-12Co涂层进行对比。通过微观检测手段分析了Ag在涂层中的分布形态;检测了500℃,不同载荷(50N,100N,150N和200N)条件下,WC-12Co/Ag涂层摩擦因数随摩擦行程增加而变化的情况;并观察了涂层高温摩擦试验后磨痕微观形貌以及Ag元素的分布状态。试验结果表明:Ag元素在涂层中均匀分布,涂层中的Ag主要以单质的形式存在;在500℃条件下,当Ag含量大于15%时,Ag元素在磨损界面处形成一定厚度的连续润滑膜,起到良好的自润滑作用。     

HVOF喷涂Cr3C2-NiCr涂层：粉末颗粒形貌和喷涂参数对涂层微观组织、性能和高温耐磨性的影响

热喷涂碳化铬涂层广泛应用于高温耐磨环境。在这样高温的恶劣环境下,许多相会产生分解、氧化以及涂层组织变化,从而影响其耐磨性。尽管可以认为Cr3C2-NiCr涂层在高温条件下的组织分解将取决于喷涂微观结构和喷涂参数,但在这方面的研究较少。本文旨在设计出更好的喷涂参数,以提高碳化铬涂层在高温滑动磨擦磨损条件下的显微结构性能。通过X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）观察两种Cr3C2-NiCr相所形成的涂层组织,并且观察飞行颗粒的温度和速度。本文研究了800％下滑动摩擦行为与喷涂参数和涂层微观结构的关系,同时测量涂层在滑动磨擦前后的维氏硬度（300gf）。     

电弧喷涂含陶瓷颗粒铝基复合涂层的微结构和性能

采用5052半硬铝带分别包覆Al_2O_3、SiC、B_4C、TiC陶瓷颗粒制备的粉芯丝材进行电弧喷涂试验,制备了含陶瓷颗粒的铝基复合涂层。利用光学显微镜、XRD分析了涂层的微观组织和相结构,测试了复合涂层的显微硬度、耐磨性及耐腐蚀性。研究结果表明,制备的铝基复合涂层中含有一定数量的未熔陶瓷颗粒,涂层较为致密,无明显缺陷。含陶瓷铝基涂层的物相主要由Al和所添加的陶瓷相构成,其中在含B_4C陶瓷涂层中还存在Al_3BC、Al_4C_3和AlB_2等新相。陶瓷颗粒的加入有利于提高铝基复合涂层的显微硬度,其中B_4C的加入使涂层中基体相显微硬度提高了1.5倍,这是由于B_4C陶瓷和Al反应生成Al_3BC、Al_4C_3和AlB_2硬质相。复合涂层的耐磨性均优于纯铝涂层,摩擦磨损的形式主要为粘着磨损。动电位极化腐蚀试验表明,含SiC和TiC陶瓷涂层具有较低的腐蚀电流,耐蚀性较好,含SiC陶瓷的复合涂层出现了明显的钝化现象。     

热喷涂WC-17Co涂层摩擦磨损及电化学腐蚀性能研究

利用大气等离子体喷涂在45钢表面制备WC-17Co涂层,综合评价了涂层的耐磨性及耐腐蚀性能。通过X射线衍射仪对涂层相成分进行了表征;对涂层室温滑动摩擦磨损性能及电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:制备态涂层中存在W2C脱碳相,W2C主要形成于热喷涂涂层过程;滑动摩擦磨损试验表明WC-17Co涂层具有优良的耐磨性能,在8 N载荷下滑动摩擦磨损25 min,其磨损量仅为0.088 g;在3种溶液中电化学腐蚀试验显示WC-17Co涂层在10%HCl溶液中的自腐蚀电位最高,为-254 mV,同时腐蚀速率也最大,达2.686E-1mm·a-1。     

低温超音速火焰喷涂纳米WC-10Co4Cr涂层的显微结构和性能

以纳米和微米WC-10Co4Cr粉末为热喷涂粉末,采用低温超音速火焰喷涂（LT-HVOF）和超音速火焰喷涂（HVOF）技术制备了WC-10Co4Cr涂层,采用SEM、XRD、和显微硬度仪等对LT-HVOF WC涂层显微结构和性能进行了表征.结果表明：n-WC涂层、lm-WC涂层的显微结构与普通超音速火焰喷涂WC涂层没有明显的区别,其主晶相为WC; m-WC涂层呈明显的层状结构,涂层中WC颗粒尖端发生了钝化和部分熔化,粒径变小,并形成了WC/的核壳结构;其主晶相为.n-WC涂层显微硬度较lm-WC涂层低,但其韧度高而使涂层的磨损失重最低;m-WC涂层的显微硬度和韧度最低,磨损失重最大.