HVOF喷涂Fe-Cr基涂层中非晶与纳米晶形成的研究

采用多元Fe基合金（含Cr、Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用超音速火焰（HVOF）喷涂法在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe-Cr基涂层.用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪（DSC）对涂层的组织结构特征进行了研究.涂层由于熔融和半熔化状态的液滴的连续堆积而成层状,由Fe基非晶、纳米晶及硼化物组成,纳米晶尺寸约为10-30nm.DSC分析表明非晶的晶化温度约为605℃.非晶的形成是由于喷涂液滴快的冷却速度及合适的粉末成分;非晶由于后续熔融液滴的堆积对前涂层产生退火效应,以非均匀形核的方式分别在非晶内部和非晶与硼化物的界面形成.     

镍基非晶合金涂层的制备与腐蚀性能

用气体雾化法制备了Ni53Nb20Ti10Zr6Co6Cu3非晶合金粉末,将粒度小于25μm的非晶粉末用动力金属喷涂工艺制备了非晶涂层．研究表明,非晶涂层厚度约500μm,涂层的空隙率随喷涂温度和沉积率的增加而减少．涂层腐蚀性能的评价选用1kmol／m^3 HCl水溶液,动电位极化曲线测量表明,随着空隙率的减少,涂层呈现出与非晶合金相当的优良耐蚀性能．     

等离子喷涂镍基合金非晶涂层的组织与性能

用超声气体雾化法制备了一种快凝Ni-Mo-Cr-B合金微晶粉末,使用常规的等离子喷涂工艺可以将该粉末沉积在金属基体上形成一个致密的涂层。该涂层具有较高的结合强度和硬度,在不同的腐蚀介质中显示出较好的耐蚀性和耐磨性.经X射线衍射,差热分析和透射电镜做的微晶结构分析表明,快凝镍基微晶粉末经过等离子喷涂后发生了非晶转变,所获得的非晶涂层具有较高的热稳定性,在600℃以下的温度范围内不发生晶化过程,与此同时对比了同一种粉末采用氧乙炔火焰喷涂的不同工艺后涂层力学性能的差别。     

激光重熔对Fe基非晶合金涂层抗冲蚀性能的影响

采用YAG脉冲激光器对电弧喷涂Fe基非晶涂层进行激光重熔处理。通过X-ray、SEM、冲蚀磨损和硬度测量仪等检测手段,研究非晶合金涂层在重熔后的组织结构、硬度和抗冲蚀性能的变化。结果表明:电弧喷涂铁基非晶合金在激光重熔后发生晶化,重熔层非晶含量随功率升高而降低。激光重熔基本消除了非晶涂层的层状结构、残余的气孔和裂纹,平整了涂层表面,提高了涂层韧性,显著改善了涂层的抗冲蚀性能。对喷涂1层的非晶涂层进行重熔时,重熔层的冲蚀磨损量约为喷涂层的1/10,约为基体Q345的1/5。对喷涂5层的非晶涂层进行重熔时,选择0. 1 kW低功率有利于获得较好的抗冲蚀性能。当涂层较厚而激光重熔未熔透时,涂层内应力会随激光功率增大而升高,并导致涂层开裂。当5层非晶涂层被熔透时,抗冲蚀性能显著提高。     

等离子喷涂钼基非晶-纳米晶复合涂层的组织与性能

一种多元素钼基非晶-纳米晶合金粉末(含C、Si、B、Cr、Fe、Ni、Mo等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层,用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪分析测量涂层的组织和性能,并用谢乐公式计算晶粒尺寸。结果表明：所制备的涂层均匀致密,涂层含有非晶和纳米晶,颗粒尺寸为10～50nm;这种非晶纳米晶复合涂层的硬度和弹性模量分别高达1055HV和214．40GPa。     

Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层的非等温晶化动力学

采用大气等离子体喷涂技术制备Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层，利用XRD和SEM检测喷涂态涂层样品的物相和形貌。通过差示扫描量热分析方法(DSC)，在不同升温速率下连续加热测得涂层的特征温度。分别利用Kissinger，Augis-Bennett和Ozawa方程计算相应的活化能(Ec和Ep)，并用Matusita–Sakka方程计算Avrami指数n进而分析晶化机制。结果表明：通过调控等离子体喷涂工艺参数可成功制备出铁基非晶涂层；随着升温速率的增大，Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层相应的特征温度也逐渐上升，在晶化过程中存在显著的动力学效应。     

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。     

冷喷涂铁基非晶复合涂层的制备及摩擦性能研究

非晶合金拥有独特的短程有序、长程无序原子排列结构,具有高强度、高硬度及优异的耐腐蚀和耐磨损等性能,在防护涂层领域具有很强的应用潜力。以低温固态沉积为特点的冷喷涂层制备技术,可有效避免喷涂过程中非晶合金材料的氧化和晶化问题,但是冷喷涂技术严重依赖于粉末的塑性变形能力。为提高非晶合金颗粒在高速撞击下的沉积变形性能,本论文创新采用液氮-常温循环深冷处理工艺方法对Fe_87.4Cr_2.5Si_6.8B_2.4C_0.9非晶合金粉末进行预处理,通过调控冷喷涂工艺参数,成功在6061铝合金基体表面制备非晶涂层。同时研究了深冷处理工艺对非晶粉末沉积行为以及涂层微观组织的影响机理,通过摩擦磨损试验研究非晶合金涂层的摩擦磨损性能。结果表明：使用原始非晶粉末制备得到的涂层厚度仅为6μm,且非晶颗粒在基体表面不连续分布,只有粒径较小的非晶颗粒可发生有效的塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较低;使用经过深冷预处理的非晶粉末制备的涂层平均厚度为67μm,且涂层内非晶合金颗粒分布均匀,粒径较大的非晶颗粒也可发生有效塑性变形,但是粉末沉积过程中晶化率较高。在摩擦磨损过程中6061铝合金基体的主要磨损机制为粘着磨损与疲劳磨损,非晶涂层的主要磨损机制为磨粒磨损,且使用原始非晶粉末和循环深冷处理粉末制备得到的非晶涂层的质量磨损量较低,分别为6061铝合金基体质量磨损量的15.7%、11.8%。     

棒材等离子喷涂法制备Fe80P13C7非晶态合金涂层的成形特征

采用棒材等离子喷涂法制备Fe80P13C7非晶态合金涂层,采用XRD-7000型射线衍射仪分析了涂层的组织,采用CRY-2P型差热分析仪测定所制备的非晶态合金涂层的DTA曲线,分析了涂层的晶化温度,采用HX-1000型显微硬度计测量涂层的显微硬度,采用JSM-6700F型扫描电镜观察涂层的微观形貌和截面形貌,采用谱分析的方法分析涂层正面和截面的成分变化.结果表明,制备的非晶涂层组织致密,均匀,涂层与基材之间为冶金与机械相结合共同作用的成形特征;非晶涂层的显微硬度达946～1 018 HV25,晶化温度为433 ℃.     

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 。