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.     

镍基合金微粒PVD法表面涂铬研究

本文研究了用直流磁控溅射技术在75－150μm的镍基合金微粒表面包覆10μm左右的金属铬涂层的方法，讨论了工艺的影响和涂层的性能，指出利用直流磁控溅射技术可在镍基合金微粒表面获得均匀，完整的厚铬涂层，微粒的预处理和后处理对涂层的附着性有重要影响。     

镍基合金—碳化铬复合涂层抗磨损性能的研究

为了得到耐磨损的表面涂层,用真空熔烧方法制成与钢基休牢固结合的镍基自熔合金—碳化铬复合涂层。用扫描电子显微镜及X射线衍射仪对涂层的组织和结构进行了观察和分析。应用环块磨损试验机,对具有不同碳化铬含量的镍基复合涂层对金属的摩擦副进行了磨损试验。试验结果指出,在同样条件下,在涂层对金属副中的复合涂层的磨损抗力比在金属对金属副中的GCr15钢要好。复合涂层的磨损率比GCr15钢及纯镍基合金涂层降低约一个数量级,并且复合涂层的磨损率是随碳化铬含量增加而下降的。根据试验结果,对在复合涂层中合理的碳化铬含量也进行了讨论。     

ZM5镁合金超音速微粒沉积Al-Si涂层的耐腐蚀性能

为提高镁合金的耐蚀性能,采用超音速微粒沉积技术在ZM5基体上制备Al-Si防护涂层。采用环氧面漆对涂层进行封孔处理,采用电化学方法和中性盐雾实验对镁合金基体、涂层及涂层封孔后的抗腐蚀性能进行测试。结果表明:防护涂层致密,缺陷少,可显著提高ZM5镁合金的耐蚀性能;腐蚀电流密度比基体降低2~3个数量级,阻抗模值提高2个数量级,而涂层封孔后耐蚀性能进一步提高。相比镁合金24 h严重腐蚀,涂层中性盐雾实验1 000 h仅轻微腐蚀,腐蚀造成的质量损耗较小,封孔后涂层未见明显腐蚀,可为镁合金提供长效防护。     

Ni60A等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性

研究了Ｎｉ６０Ａ等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性：涂层呈片层状的堆积状态,片层内为镍基固溶体及弥散分布其上的尺寸较大的Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６ 及尺寸较小的Ｎｉ３Ｂ颗粒;涂层的平均硬度约ＨＶ６８３;涂层的磨损机制是剥层磨损和磨料磨损。     

电沉积镍基合金的研究进展

从电沉积的工艺条件、电沉积机理以及电沉积层的性能和应用等几个方面，概述了ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｏ、ＮｉＰ等四种常见电沉积镍基合金的研究与开发现状。     

石墨-镍涂层与泥岩渣土的摩擦磨损研究

为了解决盾构施工的泥饼问题,利用火焰喷涂在Q345钢板表面制备了石墨-镍涂层,通过摩擦磨损试验分析了涂层和无涂层试样与泥岩渣土的摩擦行为,研究了石墨-镍涂层对摩擦系数、表面磨损量和表面磨痕的影响。结果表明,干摩擦条件下,泥岩渣土与无涂层表面和涂层表面的摩擦系数分别为0.4和0.3;湿摩擦条件下,泥岩渣土与无涂层表面和涂层表面的摩擦系数分别为0.25和0.05。随着载荷从50 g增加到500 g,湿摩擦条件下涂层表面磨损量增加缓慢,干摩擦条件下涂层表面磨损量呈台阶式增加;在干摩擦条件下,随载荷增加,磨痕宽度和深度增加,局部出现犁沟形态。现场试验结果证实,滚刀刀桶端面火焰喷涂石墨-镍涂层能够有效抑制盾构在泥岩地质层施工过程中的刀盘结泥现象。     

抽油泵柱塞杆耐磨腐涂层用镍基合金粉末的研究

选用高铁无钴及少量钼铜合金化，采用非真空中频感诮炉熔炼，氮气雾化，水中淬冷的制粉工艺。研究出的合金粉末具有良好的喷焊性能，机械工艺性能和耐磨耐腐蚀性能。     

烧结熔覆钢表面镍基合金涂层的组织和性能

采用Ni25、Ni45、Ni60合金粉末通过烧结熔覆法在45钢表面制备出不同成分的镍基合金涂层。通过金相显微镜观察和X射线衍射分析等手段对合金涂层的组织形貌、相组成和界面结构进行研究,并对涂层显微硬度进行了测试。结果表明：通过烧结熔覆可以在45钢表面获得较为致密的镍基合金涂层。Ni25合金涂层组织主要为比较粗大的γ-(Ni, Fe)奥氏体以及少量的Cr₂₃C₆碳化物相;Ni45和Ni60合金涂层中除了γ-(Ni, Fe)奥氏体和Cr₂₃C₆碳化物之外,还出现了CrB硼化物。不同成分镍基合金涂层与45钢基体在界面处均形成了良好的冶金结合。当烧结温度1100℃、保温时间15 min时,涂层微观组织致密,硬质相颗粒尺寸较小,分布均匀。Ni60合金涂层的硬度最高,约为HV 735;Ni45合金涂层次之,约为HV 534;Ni25合金涂层硬度最低,只有HV 236。     

溶胶-凝胶法制备有机-无机复合涂层的结构与性能

以甲基三乙氧基硅烷(MTES)和二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)为有机前驱体,以碱性硅溶胶(CS)为无机相,采用溶胶-凝胶法在铝合金基体表面制备有机-无机复合涂层。通过改变MTES与CS的质量比来改变体系中硅氧烷与硅溶胶的配比,研究有机物与无机相的比例对涂层结构与性能的影响。结果表明:涂层为有机-无机复合结构;体系中硅氧烷的比例较小时,涂层表面平整,涂层较薄;随体系中硅氧烷比例增加,涂层的疏水性能、力学性能以及耐腐蚀性能先上升后下降,在m(MTES)/m(CS)为50%,固化温度为100~120℃时涂层的性能最好,疏水角为102°,硬度为5H,附着力级别为0,涂层具有较好的耐腐蚀性能。     

大气等离子喷涂WC-12Co涂层的组织结构与性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)方法在45钢基体上制备了WC-12Co涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌和成分进行了分析;采用显微硬度计和万能试验机分别测定了涂层的显微硬度和结合强度;并用SRV-Ⅳ摩擦磨损试验机测试了涂层的摩擦磨损性能。结果表明:WC-12Co涂层组织均匀致密,在喷涂过程中仅少量的WC发生了氧化分解,生成W_2C和Co_3W_3C相。涂层力学性能优异,结合强度平均值为50.63 MPa,涂层表面平均硬度为85.7 HR15N,截面平均显微硬度为1 053.8 HV0.3。相对于304不锈钢,等离子喷涂WC-12Co涂层具有十分优良的耐磨损性能,在室温(25℃)至300℃范围内,WC-12Co涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

Microstructure and properties of Cu-C pseudoalloy films prepared by sputter deposition

The microstructure and properties of Cu-C pseudoalloy films prepared by R.F. magnetron sputtering have been investigated. As Cu and C are mutually immiscible, nonequilibrium supersaturated solid solutions of C in Cu with nanocrystalline microstructures were observed in as-deposited films. Upon heating of the films, three major transition events took place. Recovery occurred at ∼280 to 300 °C, while at ∼400 °C, crystallites started to growth and coalescence, due to the release of strain energies stored during deposition. Annealing at above 600 °C led to the occurrence of grain growth and altered the microstructure considerably. Although attempts have been made in this study, a possible annealing-induced phase separation could not be unambiguously identified. Yet, the fact of low twin densities and fine grain structures observed in the annealed films suggests that the extensive grain growth was impeded by the presence of carbon. Resistivity and hardness properties correlated well with the film microstructure and were governed by the impurity effect of carbon. Low-carbon Cu-C films yielded relatively low resistivity, attributable to the improved film microstructure. Hardness results indicated the strengthening of films was mainly due to fine structure, presence of carbon, and grain refinement by annealing twins.     

包覆工艺制备C—SiC—B4C—TiB2复合材料的组织与性能

以鳞片石墨,B4C,SiC,TiO2为原料,利用包覆工艺在不同热压温度下制备了w(C)=50%的C-SiC-B4C-TiB2复合材料,并详细研究了热压温度对复合材料显微组织和性能的影响规律.结果表明,当热压温度高于1 850 ℃时,复合材料由C,SiC,B4C和TiB2这四相组成;复合材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而增加.2 000 ℃热压时,复合材料的体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2.41 g/cm3,3.42%,176 MPa和6.1 MPa·m1/2;热压温度升高,复合材料的碳相和陶瓷相逐渐致密,碳相最终形成了在陶瓷基体上镶嵌的直径为40 μm橄榄球状和条状这两种形貌.碳/陶瓷相的弱界面分层诱导韧化和第二相TiB2与陶瓷基体之间热膨胀系数不匹配所致的残余应力使变形过程中微裂纹的扩展路径发展变化,使复合材料的韧性提高.     

高铝青铜粉体超音速等离子喷涂层感应重熔后的组织及性能

为了改善涂层的组织和性能,对超音速等离子喷涂技术制备的高铝青铜涂层进行高频感应重熔处理,研究重熔后涂层的微观组织结构特征和界面结合状态.感应重熔前涂层具有层流状组织特点,含有少量氧化渣、孔隙及未完全熔融颗粒,涂层与基体间以机械结合为主.感应重熔能消除未熔颗粒和夹杂,使组织致密、均匀,组织的层流特征弱化,孔隙率有所下降.基体元素和涂层元素相互扩散,在界面形成一条明显的白亮带,呈冶金结合状态,结合牢固,涂层的结合性能有所改善.重熔后扩散带和涂层表面的硬度较高,界面结合强度也由重熔前的25.110提升至83.358 MPa.     

料浆法制备NiCrW基高温合金Al-Si涂层的微观结构与性能

航空发动机涡轮叶片在使用时需加以涂层防护,以提高基体合金的抗高温氧化性能。本研究采用料浆渗铝的制备工艺,以CaCl₂作为活化剂,在NiCrW基高温合金表面制备Al-Si涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对涂层试样的表面和截面进行分析。结果表明,聚乙烯醇水溶液可作为料浆法制备渗铝/铝硅涂层的有效黏结剂;高温扩散的温度和时间显著影响渗铝涂层的厚度。渗剂成分为5%Si+30%Al(质量分数),制备得到的共渗涂层由外而内依次为富Al层、NiAl层和含Si过渡层三部分,涂层致密无明显缺陷,厚度约为57μm。10%Si+25%Al、15%Si+20%Al与20%Si+15%Al共渗涂层由外而内分为富Al层、富Ni层和含Si过渡层三层。Si元素主要以含Si的沉积相形式存在于含Si过渡层中,少量沉积于外层。而Si的少量添加能明显影响Al、Ni元素的扩散过程,从而减小涂层厚度,并由单一NiAl相向富Al、富Ni的镍铝相转变。     

等离子合金化AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层的组织与性能

在45#钢基体上采用等离子束合金化法制备AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层。采用SEM,EDS,XRD等研究高熵合金涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:采用等离子束合金化Al,Co,Cr,Cu,Mn和Ni等摩尔单质金属粉,在等离子束作用下45#钢基材中的Fe元素参与表面合金化,形成了厚度约为1 mm的AlCoCrCuFe_xMnNi七主元高熵合金涂层,涂层主要由BCC结构的枝晶和FCC结构的枝晶间组织组成。另外,还有σ相主要分布在枝晶间,涂层从表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。涂层的维氏显微硬度(HV0.2)达到670~400的梯度分布。     

熔盐法制备C/C复合材料表面MoSi_2-SiC涂层的结构与性能

采用两步熔盐法于900~1 000℃下在C/C复合材料表面制备MoSi_2-SiC复合涂层,即在含仲钼酸铵的熔盐中制备Mo_2C涂层,然后通过熔盐渗硅生成MoSi_2-SiC复合涂层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱分析(EDS)等方式研究涂层的组织结构,并测试涂层在1 500℃下的抗氧化性能和抗热震性能。同时对涂层氧化后的组织结构进行分析。结果表明:复合涂层主要由MoSi_2和SiC两相组成,涂层与C/C基体结合处仅有少量未反应的Mo_2C。涂层整体致密,与基体结合良好,均匀地包覆整个基体表面,厚度约为100μm。涂层样品在1 500℃的静态空气中氧化42 h后,涂层表面仍保持完整,质量损失率仅为2.79%。1 500℃下经历30次热震实验后,样品的质量损失率为1.96%,涂层具有良好的抗氧化和抗热震性能。     

超音速等离子喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层的组织结构与微动磨损性能

采用超音速等离子喷涂法在1045钢表面制备NiCr-Cr_3C_2涂层,分析涂层的微观结构及化学成分以及涂层的晶粒结构,利用MICROMET-6030显微硬度仪和Nano-test 600纳米压痕仪测定涂层的显微硬度与弹性模量,通过油润滑微动摩擦磨损试验测试涂层的微动磨损性能。结果表明,NiCr-Cr_3C_2涂层为明显的层状结构,具有单晶、纳米多晶与过渡区共存的复杂晶体学结构,显微硬度HV0.3高达998,约为基体材料硬度的3倍,弹性模量为224.6GPa;涂层的微动摩擦因数随载荷增大而减小,随温度升高而增大。喷涂层的抗微动摩擦磨损性能较基体优异,摩擦因数及体积磨损量分别比基体降低36.7%和55.6%。涂层的磨损机理以磨粒磨损和疲劳剥落为主。