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。     

Ni基Cr_3C_2、WC增强等离子堆焊焊层的耐磨性能

以粒径53~150μm的WC、Cr_3C_2(Cr_3C_2质量分数为10%~40%)和NiCrBSi粉末为原料,采用Stellite等离子转移弧(PTA)堆焊系统在45#钢基体上制备焊层。应用金相显微镜、X-射线衍射仪、扫描电镜、硬度计等设备分析焊层的结构和性能。结果表明:Ni Cr BSi自熔合金焊层组织由γ-(Ni,Fe)和其间弥散分布的CrB和(Cr,Fe,Ni)_7C_3相组成;Cr_3C_2加入后,焊层中出现Cr_3C_2衍射峰。随Cr_3C_2含量增加,焊层硬度、孔隙率和耐磨性逐渐提高,Cr_3C_2含量为30%时,硬度和耐磨性均达到峰值。铸造WC加入后,以WC、W_2C为主,并有少量(Cr,Fe,Ni)_7C_3和(Ni,Cr,W)3C产生。Cr_3C_2含量为40%的Cr_3C_2焊层较Ni50A焊层耐磨性提高197.6%,比加入相同含量铸造WC焊层耐磨性提高97.6%。Cr_3C_2、铸造WC加入后,焊层的磨损机理不同:Cr_3C_2/Ni属于均匀磨损,WC/Ni属于非均匀磨损。     

激光熔覆Ni60+35WC-Ni涂层的微观组织和摩擦磨损特性

采用激光熔覆技术,在20Cr基体上熔覆了硬度较高的Ni60+35WC-Ni耐磨涂层,并与Ni60涂层进行比较。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD)对涂层的微观组织、元素成分和物相进行了表征分析,测试了涂层沿深度方向上的显微硬度,在20和300℃条件下进行了点接触干滑动摩擦磨损试验,并利用SEM和EDS对磨损表面进行微观组织和元素成分分析。结果表明:Ni60+35WC-Ni涂层所含物相主要包括Fe-Ni,Cr7C3和WC,硬质相WC和Cr7C3有利于提高涂层的硬度和耐磨性。Ni60+35WC-Ni涂层的平均显微硬度约为基体平均硬度的3倍。与Ni60涂层相比,Ni60+35WC-Ni涂层的平均硬度较高,且其中含有硬质相WC,磨损量较小。在相同温度条件下,Ni60+35WC-Ni和Ni60两种涂层的摩擦系数相差不大。对于同一涂层而言,300℃时涂层的摩擦系数明显低于20℃下的摩擦系数,但磨损量随温度增加而增加。     

半导体激光熔覆Ni包B_4C涂层的组织与性能

在304不锈钢表面采用半导体激光熔覆制备Ni包B_4C涂层,研究激光加工参数对涂层的组织形貌、物相组成、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,当激光功率为3 k W和扫描速度为6 mm/s时,熔覆层无气孔、无裂纹,与基体呈冶金结合;熔覆层的显微组织为枝晶共熔体和再生的二次枝晶,熔覆层的主要物相由γ-Ni,Ni_4B_3,Fe_3C,B_4C,B_(13)C_2,Cr_3Ni_2,(Fe,Ni)23C6和Fe_(23)(C,B)_6等组成;熔覆层具有较高的硬度(平均值为900 HV_(0.2)),耐磨性是基体的7.6倍,硬度和耐磨性的提高归因于熔覆层中未完全熔解的B_4C颗粒以及新形成的强化相和硬质相。     

WC-10Co-4Cr 含量对HVOF 制备WC-10Co-4Cr/Ni60涂层性能的影响

为改善农业机械工作部件的耐磨性和耐腐蚀性能,提高其使用寿命,采用超音速火焰喷涂的技术,在45 # 钢表面制备WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层。在Ni60 粉末中分别添加质量分数为0、10 %、20 % 和30 % 的WC-10Co- 4Cr 粉末,探究WC-10Co-4Cr 含量对WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层性能的影响。结果表明,制备的WC-10Co-4Cr/ Ni60 涂层组织均匀致密,涂层主要由γ ( NiCr ) 相和WC 相组成,含有少量的W2C、Ni3Fe 和Cr3Si 相,没有明显 的氧化脱碳现象。30 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层的硬度达到9.35 GPa,是Ni60 涂层的1.23 倍,该涂层的耐磨性能最好, 在摩擦115 m 后,单位面积的总磨损量47.2 mg/cm2,比Ni60 涂层减少了35.3 %。20 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层 的断裂韧性最高为6.04 MPa·m1/2,相较于Ni60 涂层提高了24.3 %,此外,该涂层在酸性环境中的耐腐蚀性能均 最佳。     

感应钎焊微纳米WC-Ni基复合涂层性能研究

以微米、纳米WC为增强相，自熔合金Ni60A为钎焊材料，采用感应钎焊的方法在Q235低碳钢基体上制备了微纳米WC—Ni基复合涂层。通过用扫描电镜观察涂层的显微组织、用X射线衍射分析相组成和用能谱分析涂层的成分，研究了纳米颗粒WC的加入对涂层的显微组织和相组成的影响，以及对涂层硬度和耐磨性能的影响。结果表明，在相同试验条件下，添加纳米WC的涂层中，相组成中WC相较多，并且出现了少量的W2C硬质相，提高了涂层的硬度和耐磨性。     

Cu基体表面PTA工艺制备Ni基耐磨层研究

采用等离子粉末堆焊(PTA)工艺在Cu基体表面制备了Ni基耐磨层,对该耐磨层的微观组织、相结构、元素成分、显微硬度性能及高温耐磨性能等进行了研究.结果表明:耐磨层与基体形成良好的冶金结合,稀释率仅为6%,且其显微组织细小,呈枝状晶形貌,硬质相呈弥散分布.耐磨层主要由y相固溶体、Cr23C6、Ni3Fe、和Cr7C3以及...     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

激光熔覆/离子渗硫复合改性层的表征与减摩行为

采用激光熔覆和离子渗硫复合处理在Ni基金属陶瓷涂层表面原位合成微纳米硫化物固体润滑薄膜,得到复合改性层。采用XRD、XPS、SEM、AFM、EPMA等方法对复合改性层进行了表征,在摩擦磨损实验机上研究了复合改性层干摩擦条件的摩擦磨损性能。结果表明,Ni基金属陶瓷涂层主要由γ-(Fe,Ni)、Cr2Ni3、Ni17W3、Fe0.64Ni0.36、WC、Cr7C3和CrSi2组成,显微硬度在550~625 HV0.2。渗硫层是一个3~4μm的灰黑色带状层,与基体之间无明显过渡,表面疏松而多孔,由微纳米级的尖岛状颗粒堆砌而成;渗硫层主要由单质Fe、Ni,FeS、FeS2、NiS等硫化物,Fe、Cr的氧化物组成。摩擦磨损实验结果表明,与Ni基金属陶瓷涂层相比,复合改性层的摩擦系数和磨损量都显著降低。     

Cr12MoV钢表面Ni60-WC复合涂层的烧结熔覆制备及组织性能研究

以Ni60-WC合金粉末为原料,通过烧结熔覆在Cr12MoV钢基体表面制备出Ni60-WC复合涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等分析了Ni60-WC复合涂层的相组成、组织形貌、界面结构和剖面硬度分布,研究了烧结温度、保温时间及热处理工艺对复合涂层组织和性能的影响。结果表明:Ni60-WC复合涂层主要由γ-Ni基固溶体和WC、W_2C、B_6Fe_(23)、BNi_3、FeNi等硬质相组成。当烧结温度为1 050℃、保温时间为30 min时,复合涂层微观形貌致密,孔隙数量较少,界面处形成良好的冶金结合。热处理促进了涂层与基体之间合金元素的扩散,有效提高了基体和涂层的硬度,涂层硬度值由59 HRC提高到65 HRC。     

超高强度钢15Cr2Ni10MoCo14回火组织的研究

利用透射电子显微镜（ＴＥＭ）系统研究了１５Ｃｒ２Ｎｉ１０ＭｏＣｏ１４的超高强度钢回火后的微观组织结构。从低温到高温回火，钢的回火马氏体组织中顺次析出Ｆｅ３Ｃ，Ｍ２Ｃ，Ｍ２３Ｃ６和Ｍ６Ｃ，并在６５０℃过时效回火时发现一种在钢的回火组织中未见报道过的正交结构相，点阵常数为ａ＝０．４４８ｎｍ，ｂ＝１．４０ｎｍ，ｃ＝１．２１ｎｍ。     

新型CrMnNiN奥氏体不锈钢的抗空穴腐蚀及磨损性能

对新型CrMnNiN不锈钢JA2（0．23C－13Mn-17Cr-1.90Ni-1.5Mo-1Si-0.33N)的抗空穴腐蚀及磨损性能进行了测试，结果表明，这种奥氏体高锰不锈钢具有高的加工硬化率和好的韧性，比目前水轮机转轮及叶片常用的0Cr13Ni5Mo有更高的抗空穴腐蚀性能及耐泥沙磨损性能。     

Cavitation Erosion Behavior and Mechanism of HVOF Sprayed WC-10Co-4Cr Coating in 3.5 wt% NaCl Solution

A WC-10Co-4Cr coating was prepared by high-velocity oxygen-fuel (HVOF) thermal spraying process. The cavitation erosion (CE) characteristics of the coating as well as the stainless steel 1Cr18Ni9Ti were investigated in 3.5 wt% NaCl solution. The coating exhibited higher CE resistance than that of the stainless steel 1Cr18Ni9Ti. After being eroded for 20 h, the CE volume loss of the stainless steel 1Cr18Ni9Ti is 3.22 times to that of the coating. The removal mechanism for the coating was erosion of the binder phase first, followed by brittle detachment of hard phases as a result of the action of corrosion and mechanical effect. The cracks were found to initiate at the carbide-binder interface and the edge of the pores, leading to craters on the surface and accelerating the damage of the coating. Fatigue and plastic deformation were found to be the material removal mechanism for the substrate steel 1Cr18Ni9Ti.     

超塑性奥氏体-铁素体双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N的研制

通过电弧炉-电渣重熔工艺开发研制了成分为(%):0.021C,24.16Cr,7.21Ni,2.87Mo,0.17N,0.48Cu超塑性双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N。试验结果表明,00Cr25Ni7Mo3N超塑性双相不锈钢的耐孔蚀性和耐缝隙腐蚀性远高于传统的304L和316L奥氏体不锈钢。在变形温度960℃、应变速率2×10^-3/s时,00Cr25Ni7Mo3N超塑性双相不锈钢的最高延伸率为960%,该钢超塑性变形的均匀性优于TC4钛合金,可显著减轻构件的重量。     

Fe3Al基合金的高温耐冲蚀磨损性能

利用通以含高浓度ＳＯ２和ＳｉＯ２细颗粒气流的专门装置，研究了Ｆｅ３Ａｌ基金属间化合物的耐高温腐蚀磨损性能。试验结果表明，Ｆｅ３Ａｌ基金属间化合物的抗高温磨损性能优于钴基合金（ＣｏＦｅ１５Ｃｒ２５Ｓｉ７）、高铬镍铁基耐热合金（ＦｅＣｒ２８Ｎｉ７）以及表面喷涂Ｎｉ６０的１８－８不锈钢。     

Cr、Mo对超低碳双相不锈钢的σ-相析出行为和耐点蚀性能的影响

通过Thermo-Calc热力学计算、金相和电化学方法分析和研究了1 050~1120℃固溶的00Cr21Ni2Mn5N、00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni7Mo3N、00Cr27Ni7Mo5N四种典型超低碳双相不锈钢在5001~100℃时效后σ相的析出规律和σ相含量对四种双相不锈钢点蚀电位的影响。结果表明,σ相析出量随着时效温度的升高呈现先增加后减小的趋势,并且随着双相不锈钢中铬-钼含量（/%）依次20.98-0.03,22.41-3.16,25.30-3.46,26.69-4.74递增时,σ相析出量峰值递增,依次为4.9%,22.5%,27.0%,40.5%,同时σ相完全溶解温度提高,依次为660,950,1 060,1100℃;σ相析出量越大超低碳双相不锈钢耐点蚀性能越低,4种钢的σ相析出峰值对应的E_b100值依次为-94.0,100.1,260.2,117.7 mV。     

两相流抗磨蚀合金喷熔层的耐磨性

 采用氧 乙炔火焰喷熔工艺在45号钢表面喷覆两相流抗磨蚀合金(NiCrWCe)喷熔层，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了这种喷熔层的显微组织结构、物相组成和性能，并对喷熔层的耐磨性进行了试验研究。结果表明：两相流抗磨蚀合金喷熔层与基体形成了牢固的冶金结合，结合层中含有较高比例的硬质相；稀土可显著提高喷熔层的耐磨性；在试验条件下，两相流抗磨蚀合金喷熔层的耐磨性明显高于ZGCr5Mo及Cr18Ni12Mo2Ti合金。     

Erosion and Corrosion of Mild Steel and Stainless Steel in Sodium Carbonate／Bicarbonate Solution Bearing Alumina Particle

With a rotating cylinder electrode apparatus, the polarization behaviors of the mildsteel and the stainless steel 0Crl8Ni9 in NaHCO3 (0.5M) NazCO3 (0.5M) solution with andwithout erodent particles were investigated and compared. The results show that the rotationspeed of cylinder hardly affects the polarization behavior of sample in solution without particlesbut exerts a great influence on that with particles. Increasing rotation speed, the free corrosionpotential shifts to positive direction and the oxygen limiting current density increases. Both themild steel and stainless steel 0Crl8Ni9 experience a significant increase of the mass loss by in-creasing erosion, and erosive wear was dominated by severe micro-plowing. The insufficientmechanical strength of both materials leads to a low resistance to particle removal. Increasingperipheral velocities of the rotating cylinder enhances the corrosion rate of the mild steel. Thestainless steel 0Crl8Ni9, due to a high erosive wear, also suffers from similar erosion-corrosiondamage, despite that its corrosion resistance is much higher than that of the mild steel.     

Effect of Laser Power on Microstructure and Wear Resistance of WCP/Ni Cermet Coating

Laser cladding nickel-based alloy coating （Ni60） and nickel-based composite coating doped with WC particles by 35 % （WCp/Ni） were produced on the low-carbon steel substrate by CO2 continuous wave laser with power of 5 kW using the injected powder technique. The effect of laser power on microstructure and wear resistance of laser cladding WCp/Ni cermet coating was investigated. The WCp/Ni alloy coating with evenly distributed WC ceramic phases and the better bond with the substrate alloy was obtained at a power of 2.2 kW. Diffusion solution reaction happened between WC particles and the substrate alloy during laser cladding, and led to the formation of block rich-tungsten carbide on the edges of the WC particles, especially at higher power. The WCp/Ni alloy coating consists of the undissolved WC particles, the block or dendritic rich-tungsten carbide, the bar-like rich-chromium carbide, and dendrite solid solution and eutectic structure among the carbides. Microhardness and wear resistance of the WCp/Ni coating at different powers were much higher or better than those of Ni60 alloy coating, and the best results were obtained at power of 2.2 kW.