氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂WC-Co涂层性能研究

采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂(HVO/AF)工艺在45钢表面制备WC-Co涂层,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征了涂层的微观结构及相组成,并对涂层的孔隙率、显微硬度和结合强度进行了分析.研究结果表明,采用液体燃料氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂制备的涂层均具有较好的性能,超音速火焰喷涂氧气与空气混合比例对涂层的性能影响较大,采用HVO/AF喷涂技术能有效地抑制WC的氧化和分解,降低了涂层的孔隙率,提高了WC-Co涂层的硬度和结合强度等性能.涂层质量要好于传统的氧气助燃超音速火焰喷涂.     

超音速火焰喷涂纳米结构WC-12Co涂层耐泥沙冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了纳米结构、双峰结构及微米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,比较了不同结构WC-12Co涂层的组织结构及显微硬度,进行了不同结构WC-12Co涂层和Ni60喷熔层的泥浆冲蚀磨损试验,并探讨了它们的泥浆冲蚀机理.结果表明:采用超音速火焰喷涂制备的纳米结构及双峰结构WC-12Co涂层结构致密,涂层显微硬度明显高于微米结构WC-12Co涂层;与微米结构WC-12Co涂层相比,纳米结构和双峰结构WC-12Co涂层具有更优良的抗泥浆冲蚀性能,其耐泥浆冲蚀性能分别提高了50%及20%以上.     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

Q235钢基表面超音速电弧喷涂WC-Co涂层冲蚀磨损性能研究

采用超音速电弧喷涂工艺(HVAS)在A3钢基体上制备了WC-Co涂层,对所制备的涂层在不同冲蚀角度下的冲蚀磨损性能进行了研究。结果表明:冲蚀磨损时,喷涂电流为100 A和200 A的涂层质量损失都随冲蚀角的增大而增加,冲蚀角为30°时磨损量最小,冲蚀角为90°时磨损量最大,说明冲蚀过程中冲蚀粒子的锤击作用对材料的质量损失影响更大。喷涂电流为100 A时的冲蚀磨损量要高于喷涂电流为200 A的冲蚀磨损量,喷涂电流增大,弧区温度升高,容易形成细小熔滴,在压缩空气作用下粒子飞行速度增大,动能提高,促使涂层表层硬度提高,从而提高了涂层的耐磨性。     

WC颗粒尺寸对WC-CoCr涂层组织与性能的影响

喷涂粉末颗粒尺寸是影响碳化钨涂层性能的关键因素。采用HVOF工艺制备3种不同WC颗粒尺寸的WC-CoCr涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和颗粒冲蚀磨损试验机等对涂层的组织结构及性能进行分析,系统研究了WC颗粒尺寸对涂层组织及性能的影响。结果表明:FN-WC涂层中碳化钨分解严重,PN-WC及M-WC涂层中碳化钨颗粒少量分解。FN-WC、PN-WC及M-WC涂层孔隙率分别为2.1%、2.0%和2.3%,硬度分别为1 254、1 241和1 229HV0.3,结合强度分别为68.7、73.5和72.9 MPa。15°攻角下FN-WC、PN-WC及M-WC涂层的抗冲蚀磨损阻力Re分别为9.3×104、15.5×104和10.74×104 g/cm3,90°攻角下的抗冲蚀磨损阻力Re分别为4.68×104、4.70×104和4.26×104 g/cm3。PN-WC涂层组织更均匀,WC相分解轻微,涂层硬度分布更集中,结合强度最高,在15°攻角下表现出最好的耐冲蚀性,综合性能优异。     

超音速火焰喷涂微、纳米结构WC-10Co4Cr涂层及其性能

采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）在06Cr13Ni4Mo不锈钢基体上分别制备了微米结构、纳米结构WC-10Co4Cr涂层。通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征和分析了不同结构WC-10Co4Cr涂层的物相组成、微观组织结构,并对涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度、抗冲蚀性能进行了对比,探讨了涂层泥沙冲蚀机理。结果表明：HVOF制备的纳米结构 WC-10Co4Cr涂层组织致密,孔隙率更低,涂层的显微硬度、结合强度高于微米涂层,冲蚀质量损失量也小于微米涂层;纳米结构细化了涂层晶粒,增强了涂层的显微硬度和韧性,提高了涂层的抗微切削和抗疲劳剥落性能,有利于涂层的抗泥沙冲蚀性能。     

超音速火焰喷涂碳化物金属陶瓷涂层冲蚀磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术喷涂不同工艺的两种粉末,得到Cr3C2-25NiCr和WC-12Co涂层;对涂层的冲蚀磨损性能进行了测试;采用扫描电镜对原始粉末以及冲蚀前后涂层的组织形貌进行了观察。结果表明,团聚烧结粉制备的涂层组织较致密。粘结相含量较多的涂层,其冲蚀磨损性能较差;致密度较高的涂层,其冲蚀磨损性能较好。     

高速火焰与等离子喷涂WC／Co涂层的性能比较

分析比较了超音速喷涂与等离子体喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层的形貌,显微组织结构,孔隙率,硬度及其耐磨性,结果表明超音速火焰喷涂的ＷＣ／Ｃｏ涂层具有与粉末相近的相结构,也说ＷＣ颗粒在超音速火焰喷涂过程中,只有极少部分被分解和氧化,同时涂层具有很高的致密度,硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

NiCoCrAlYTa/WC-Co复合涂层的制备及摩擦学性能研究

目的 为了改善MCrAlY涂层的耐磨损性能,通过在NiCoCrAlYTa粉末中添加不同比例的硬质相WC-Co粉末（质量分数为25%、50%、75%）,将2种粉末充分地机械混合、振荡均匀后,采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术,制备不同配比的NiCoCrAlYTa/WC-Co复合涂层。方法 利用SEM、XRD、EDS等分析了复合涂层的微观形貌、物相组成和元素分布规律等;研究该复合涂层的力学性能、摩擦学性能以及摩擦磨损机理等。结果 采用HVOF技术制备的Ni CoCrAlYTa/WC-Co复合涂层结构致密,各元素及物相分布均匀;硬质相WC-Co的添加提高了涂层的显微硬度,同时也可显著改善复合涂层的耐磨损性能;复合涂层的摩擦因数随着WC-Co含量的增加逐渐增大,而磨损率逐渐减小。当WC-Co的添加量为75%时,复合涂层的摩擦因数最大,约为0.84;磨损率最小,约为9.28×10^-6 mm³/（N·m）。结论 在金属基涂层中引入硬质相WC-Co可有效提高涂层的硬度,并且提升该涂层的耐磨损性能,为金属基涂层发挥优异的摩擦学性能提供理论基础。     

不同工艺制备的Ni-Cr-Al-Y合金涂层及性能

采用低压等离子喷涂（LPPS）、常规超音速火焰喷涂（HVOF）和低温超音速火焰喷涂（LT-HVOF）三种工艺在铸造镍基高温合金K438基体上制备了Ni-Cr-Al-Y涂层,并对三种工艺制备涂层的显微结构、元素分布、相组成和基本性能进行对比研究。结果表明：LPPS涂层致密无层状结构,含氧量微小,具有较高的显微硬度和好的抗氧化性;HVOF涂层为典型的层状结构,含氧量高,显微硬度低,抗氧化性差;LT-HVOF涂层含氧量大大降低,具有优良的抗氧化性;三种涂层都发生了元素扩散。     

1Cr9MOVNbN钢氮化工艺的研究

对1Cr9MoVNbN钢做了氮化工艺试验,分析其氮化数据,为制定合理的氮化工艺参数提供科学依据.     

9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的力学性能及界面失效行为研究

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟工况、高温持久、常温力学性能试验研究了不同焊缝强度匹配条件下,马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB焊接接头的力学性能、高温强度、蠕变损伤及界面破坏特征。研究结果表明;焊前预热250℃,焊后回火750℃×1h条件下,加速模拟运行500h,1000h,1500h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤较严重,力学性能下降明显,失效倾向较大;而中匹配接头的蠕变损伤及失效倾向较小。中匹配与低匹配接头的持久强度比较接近;高匹配接头的持久强度最低。因此,对于9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头采用中匹配比较合适。     

超音速火焰喷涂参数对WC-Co涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在钢基体表面制备WC-Co涂层,利用X射线、万能拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜等仪器分析涂层的组织结构与性能,并采用正交试验法研究了主要热喷涂参数对涂层表面性能的影响.结果表明:涂层孔隙率小于1%,界面结合良好、无剥落;喷涂距离是影响涂层结合强度、硬度的主要因素,当喷涂距离为210 mm时,结合强度可达到71.6 MPa,显微硬度可达到HV1 777;WC的分解受到温度和喷涂距离的共同作用,分解率可达到50%以上.     

马氏体耐热钢 ZG1Cr10MoVNbN 的焊接工艺

介绍了一种新型马氏体耐热钢 ZG1Cr10MoVNbN 的焊接工艺。通过分析 ZG1Cr10MoVNbN 材质铸钢的焊接特性,并通过工艺评定验证,确定了合理的焊接工艺,满足了焊缝的常温及高温力学性能。     

热处理对75Cr1锯片用钢组织及性能的影响

对轧制态75Cr1锯片用钢在800~880 ℃进行油淬并在400~480 ℃进行回火,采用光学显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其显微组织、力学性能变化规律。结果表明,淬火试样组织为马氏体+残留奥氏体;随着淬火温度的升高,马氏体组织不断粗化;硬度随淬火温度的升高由800 ℃的59 HRC逐渐提高到880 ℃的68 HRC。随着回火温度的升高,试样组织由淬火马氏体转化为回火马氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;强度、硬度逐步降低,而塑性、韧性相应提高。最佳热处理工艺为840 ℃（保温20 min）淬火+460 ℃（保温60 min）回火。     

WC-Co reinforced NiCoCrAlYTa composite coating: Effect of the proportion on microstructure and tribological properties

The properties of the working surfaces are linked to the safety and lifespan of the modern machines so that variety of coatings are used to protect the parts from breakdown. The NiCoCrAlYTa coating, which has an excellent oxidation resistance, usually undergoes more serious friction and wear due to its lower micro-hardness in contrast to the ceramic coatings. Therefore, the composite coatings reinforced by WC-Co are prepared by HVOF sprayed technology and are also characterized by scanning electron microscope, Raman spectrometer and X-ray diffraction. At the same time, the friction and wear behaviors as well as the mechanisms of different friction pairs are also discussed, in detail. The composite coatings, which mainly consist of γ-(Ni, Co), β-NiAl, γ′-Ni₃Al, WC and W₂C, are dense and uniform. With the increase of WC-17Co, the microhardness of NiCoCrAlYTa/WC-Co composite coating has enhanced from 641.4 HV_300g to 859.7 HV_300g. The wear rates of the composite coatings (10⁻⁵–10⁻⁶ mm³·N⁻¹ m⁻¹) are far lower than those of the as-sprayed NiCoCrAlYTa coating (10⁻⁴ mm³·N⁻¹ m⁻¹). Overall, the mechanical properties and tribological behaviors of the coatings are greatly improved with the addition of WC-Co.     

6Cr21Mn10MoVNbN钢热变形显微组织研究

采用Gleeble 2000热模拟试验机研究了不同变形条件对6Cr21 Mn10MoVNbN气阀钢热变形后显微组织的影响.结果表明,6Cr21Mn10MoVNbN钢试样热变形时随变形温度升高动态再结晶晶粒尺寸增大,M7C3相数量先减少后增加;随着变形速率升高或变形后冷却速度加快,再结晶晶粒尺寸和M7C3相数量减小.动态再结晶未完成时,再结晶晶粒随变形量的增加而细化,而M7C3相难以析出;动态再结晶完成后,随变形量的加大,再结晶晶粒粗化和M7C3相数量逐步增多.M7C3相析出是在热变形结束后的冷却过程中进行的,主要在晶界上形核,析出机制为γ0→γ1 M7C3的胞状脱溶.     

45钢激光合金化Mo1B9Crx涂层的组织及性能

通过激光合金化技术在45钢基体上制备Mo₁B₉Cr_x合金化涂层,研究了Cr含量对涂层组织性能的影响。结果表明,Mo₁B₉Cr_1.1涂层最佳激光合金化工艺为激光功率3.3 kW,扫描速度900 mm/min,搭接率30%;在此工艺条件下,涂层与基体呈良好的冶金结合,无孔洞和裂纹,合金化区组织为Fe-Mo、Fe₂B、Fe-Cr、Cr₂B、Cr_xFe_y固溶体和化合物;随Cr含量从1.1%增加到23.3%,涂层硬度、摩擦因数、磨损率逐渐减小;当Cr含量为1.1%时,涂层硬度最大,为1005 HV0.1;当Cr含量为23.3%时,其耐磨性能最好,摩擦因数为0.475,磨损率为0.574×10^-14m³/(N·m),涂层磨损形式主要是磨粒磨损和粘着磨损结合的形式。     

Mechanisms and kinetics of WC-Co−Cr high velocity oxy-fuel thermal spray coating degradation in corrosive environments

In this work, aspects of the corrosion behavior of WC-Co−Cr high velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray coatings have been assessed using a combination of x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM) to understand the corrosion mechanisms and, in particular, the electrochemical interactions between phases. Direct curent electrochemical accelerated corrosion techniques (potentiodynamic and potentiostatic tests) were performed to evaluate the corrosion kinetics of the coating. After the corrosion tests, the solution was analyzed using the inductively coupled plasma (ICP) technique, and a considerable amount of dissolved tungsten was detected. By combining information from XPS, SEM, ICP, and anodic polarization results, it is possible to propose a number of key reactions that can take place during WC-Co−Cr coating degradation, thus enabling the susceptible components of the coating to be identified. The implications of these findings for coating durability are discussed.     

爆炸喷涂WC-Co/CoMoCrSi复合涂层的组织与性能

为了提高CoMoCrSi涂层的结合强度和力学性能,采用爆炸喷涂技术制备了WC-12Co涂层作为过渡层的WC-Co/CoMoCrSi复合涂层,借助SEM和EDS等手段分析了涂层截面组织形貌和化学元素组成,采用显微硬度计、万能拉伸机及销盘式摩擦磨损试验机等研究了涂层的力学及摩擦磨损性能。结果表明：在氧燃充枪比为60%的喷涂参数下,制备WC-Co/CoMoCrSi复合涂层平均结合强度高达66 MPa,涂层截面组织致密、均匀,孔隙率小于0.6%,平均显微硬度为667 HV0.1,复合涂层摩擦因数0.53~0.56,具有优异的耐磨性能。