WC-(7-9)Ni-(1-2)Cr硬质合金耐蚀性能的研究

以采用Ni、Cr做粘结相的碳化钨基硬质合金为研究对象,采用失重法、电化学测试方法,研究合金在室温和60℃下,在体积浓度10%稀硫酸、10%稀盐酸、10%稀硝酸溶液中的腐蚀行为,并与传统的WC-8Co,WC-13Co硬质合金进行比较。试验结果表明:在浸泡腐蚀试验和电化学试验中,WC-Ni-Cr合金的耐腐蚀能力明显优于传统的WC-Co类合金,具有较强的抗腐蚀能力,可应用作矿砂、钢渣的提炼、污水处理领域的耐磨耐腐蚀材料,有很好的应用前景。     

钛的碳氮化物固溶与单组元对Ti(C,N)基金属陶瓷电化学腐蚀性能的影响

以TiC0.7N0.3-10％ WC-4％ Mo2C-3％ TaC-2.4％ Cr3C2-10％ Ni-10％ Co和TiC-10％TiN-10％WC-4％Mo2C-3％TaC-2.4％Cr3C2-10％Ni-10％Co 2种Ti(C,N)基金属陶瓷为研究对象,采用Tafel曲线与Nyquist图谱研究2种金属陶瓷在pH=1的H2SO4溶液与pH=13的NaOH溶液中的电化学腐蚀行为,采用扫描电镜观察合金的腐蚀表面.结果表明,与单组元原料相比,以固溶体为原料制备Ti(C,N)基金属陶瓷在强酸、强碱性溶液中的腐蚀速率均明显降低,耐腐蚀性显著提高;Ti(C,N)基金属陶瓷在碱性溶液中的耐腐蚀性能优于其在酸性溶液中的耐腐蚀性能.Ti(C,N)基金属陶瓷的腐蚀机理是:与腐蚀溶液接触时,合金中粘结相优先发生腐蚀,产生活性溶解,硬质相骨架裸露在合金表面,硬质相发生局部腐蚀.     

机床液压设备表面喷涂WC-10Co4Cr涂层与性能研究

采用超音速火焰喷涂法在机床液压设备表面热喷涂了WC-10Co4Cr涂层,并对涂层显微形貌、物相组成、耐磨性能和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,WC-10Co4Cr涂层的物相组成主要为WC、W_2C、Co Cr和Co相;WC-10Co4Cr涂层较为致密、均匀,孔隙率约为0.75%;WC-10Co4Cr涂层的体积损失量约为基体的1/150,表现出优良的抵抗滑动摩擦磨损能力;虽然电镀硬铬可以提升材料的耐腐蚀性能,但WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性能更加优越,腐蚀速率约为基体材料的2%。     

钴镍比对WC-14%(Co,Ni)硬质合金力学性能和在中性NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响

本文以WC、Co及Ni粉为原料,采用传统粉末冶金方法制备了4种不同Co、Ni粘结相比例的WC-14%(Co,Ni)硬质合金样品,通过对比硬度、抗弯强度、断裂韧性、电化学极化曲线及浸泡实验结果,并利用扫描电镜、能谱分析等,研究了4种合金的力学性能及其在3.61%NaCl(pH=7)模拟海水溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着w(Co)/w(Ni)比例的降低,合金的硬度和断裂韧性降低、抗弯强度则呈现先小幅增加后降低的趋势,当w(Co):w(Ni)=5:5时,合金的硬度、抗弯强度和断裂韧性急剧下降;随着w(Co)/w(Ni)比例的降低,合金在NaCl模拟海水溶液中的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,耐腐蚀性能增强;当w(Co):w(Ni)=7:3时,即WC-9.8%Co-4.2%Ni合金的综合性能最佳,其力学性能和耐腐蚀性能的协同作用将有益于合金的使用寿命。     

三种β-NiAl相材料的短期热腐蚀行为比较研究

在Ni-30Al(mass%,下同)和Ni-20Cr-10Al铸态合金上进行粉末包埋渗铝,分别得到纯β-NiAl相涂层和β-(Ni,Cr)Al相涂层.在这两种渗铝试样和铸态Ni-20Cr-13Al合金(含β-NiAl、γ′-Ni3Al、α-Cr相)上涂覆了硫酸钠薄膜,进行900℃热腐蚀测试.经过10小时热腐蚀测试后,三种试样表面均生成Al2O3膜.腐蚀动力学分析表明,Cr对提高材料的抗热腐蚀性能是有益的;Ni-20Cr-10Al渗铝涂层试样的增重最低,仅为铸态Ni-20Cr-13Al合金试样增重的80%左右,Ni-30Al渗铝涂层试样增重的50%左右.     

WC-Co合金在不同介质中的电化学腐蚀行为与腐蚀机理研究

研究了WC-10%Co合金在Na OH(p H=13)、Na2SO4(p H=7)以及H2SO4(p H=1)等3种介质中的电化学腐蚀行为。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线2种方法研究合金的耐腐蚀性能,通过传质电阻和自腐蚀电流密度2个动力学参数对合金的耐腐蚀性能进行对比。通过合金腐蚀表面扫描电镜形貌观察和表面腐蚀产物的X射线光电子能谱元素价态分析,结合EIS对应的等效电路图对腐蚀机理进行研究。结果表明,Na OH介质对合金的腐蚀性最弱;H2SO4介质的腐蚀性最强,合金表层的Co全部产生了活化溶解;在3种介质中合金腐蚀的等效电路和腐蚀机理各不相同,在H2SO4介质中,合金的动电位极化曲线中出现了伪钝化现象,腐蚀机理的复杂程度排序如下:Na2SO4H2SO4Na OH。     

等离子喷涂沉积WC-10Co4Cr涂层的脱碳机制与腐蚀摩擦学特性

为提高不锈钢摩擦副在腐蚀环境中的服役寿命,利用等离子喷涂技术制备了WC-10Co4Cr涂层,研究了涂层的物相结构、腐蚀摩擦学特性与电化学特性。研究表明,等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层中的WC脱碳产生少量W_2C、W以及η相,当喷涂电流为650A,电压为56V时,涂层孔隙率低、致密性好。涂层在中性溶液中的摩擦系数为0.3387~0.3682,呈现伴随(WC、W_2C)-CoCr电偶腐蚀的磨料磨损;在酸性溶液中摩擦系数为0.3224~0.3981,表现为CoCr相的点蚀磨损。等离子喷涂的WC-10Co4Cr涂层增强了1Cr18Ni9Ti基体的耐腐蚀能力,基体在3.5%NaCl溶液中腐蚀电位由-617mV提高到-335~-290mV;在酸溶液中将基体的腐蚀电位由-502mV提高到-206~-179mV。     

WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金在中性溶液中的腐蚀行为

以WC粉、Co粉、Ni粉及Cr3C2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了3组不同粘结相成分的WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金,通过极化曲线测试和浸泡实验研究了3组合金在中性溶液中的腐蚀行为,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线光电子能谱(XPS)和EBSD等手段对其腐蚀机理进行了探讨。结果表明,WC-Co和WC-Co-Cr硬质合金在中性溶液中主要发生粘结相Co的腐蚀,浸泡产生的腐蚀产物主要是Co(OH)2;添加Cr将提高WC-Co硬质合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,这可能与Cr的添加明显降低了粘结相中密排六方Co的含量有关;同时添加Ni和Cr可进一步提高WC-Co合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,在pH=7的Na2SO4溶液中浸泡480 h后,WC-Co-Ni-Cr合金发生很少量的腐蚀。     

添加Cr及Cr_3C_2对WC-(Co,Ni)硬质合金比饱和磁化强度的影响

本文首先研究了WC-(Co,Ni)硬质合金渗碳时的比饱和磁化强度。然后以此为基础研究了添加Cr及Cr3C2对WC-(Co,Ni)硬质合金的比饱和磁化强度的影响。结果表明:WC-(Co,Ni)硬质合金在Ni/(Co+Ni)质量比不超过0.5时,渗碳时合金的比饱和磁化强度遵从加和原理,相对比饱和磁化强度接近100%。当Ni/(Co+Ni)质量比超过0.5后,渗碳时合金的相对比饱和磁化强度急剧下降,远低于100%。Cr和Cr3C2的添加对WC-(Co,Ni)硬质合金有显著影响,添加Cr和Cr3C2后的WC-(Co,Ni)合金的比饱和磁化强度不再符合原来的加和关系;Cr和Cr3C2的加入,显著减弱了合金的磁性,其程度与Cr在粘结相中的相对含量有关。     

超音速火焰喷涂WC-12Co、WC-10Co4Cr和Cr3C2-25NiCr涂层在不同介质中摩擦行为研究

为了研究硬面涂层在不同介质中的摩擦行为，以WC-12Co、WC-10Co4Cr和Cr3C2-25NiCr硬面材料为原料，采用超音速火焰喷涂制备得到了三种不同成分的硬面涂层。通过显微硬度计、摩擦磨损仪和扫描电镜等对涂层性能分析，结果表明，涂层中的孔隙率和粘结相的含量密切相关，当粘结相含量为12wt.%（Co）时，其孔隙度为1.11%；粘结相含量为14wt.%（CoCr）时，其孔隙度为0.98%；粘结相含量为25wt.%（NiCr）时，其孔隙度降低为0.92%。空气中，WC-10Co4Cr的硬度最高，其摩擦系数最小；Cr3C2-25NiCr的硬度最小，其摩擦系数最大。1mol/L HCl的环境中，NiCr的耐腐蚀性能最好，使Cr3C2-25NiCr涂层的摩擦系数稳定；而纯Co和CoCr的耐腐蚀性能较差，使WC-10Co4Cr和WC-12Co涂层的摩擦系数呈现出波浪状的变化规律。1mol/L NaOH的环境的摩擦过程中，硬质相的腐蚀会使涂层表面的硬度下降，使摩擦系数增加。     

WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金在中性溶液中的腐蚀行为

以WC粉、Co粉、Ni粉及Cr_3C_2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了3组不同粘结相成分的WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金,通过极化曲线测试和浸泡实验研究了3组合金在中性溶液中的腐蚀行为,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线光电子能谱(XPS)和EBSD等手段对其腐蚀机理进行了探讨。结果表明,WC-Co和WC-Co-Cr硬质合金在中性溶液中主要发生粘结相Co的腐蚀,浸泡产生的腐蚀产物主要是Co(OH)2;添加Cr将提高WC-Co硬质合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,这可能与Cr的添加明显降低了粘结相中密排六方Co的含量有关;同时添加Ni和Cr可进一步提高WC-Co合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,在pH=7的Na2SO4溶液中浸泡480 h后,WC-Co-Ni-Cr合金发生很少量的腐蚀。     

Ni基合金在900 ℃75%Na2SO4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900 ℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

Ni基合金在900℃75%Na_2SO_4+25%NaCl盐膜下的热腐蚀（英文）

研究了纯Ni、Ni-10Cr和Ni-10Cr-5Al合金在900℃空气中涂敷Na2SO4+25%NaCl盐膜时的热腐蚀行为。结果表明,Ni-10Cr合金的腐蚀动力学曲线近似服从抛物线规律,而纯Ni和Ni-10Cr-5Al合金的腐蚀动力学曲线分段服从抛物线规律。Ni-10Cr的腐蚀增重最小,抗热腐蚀性能最好,Ni-10Cr-5Al次之,纯Ni的腐蚀增重最大。Ni-10Cr-5Al合金热腐蚀24 h后氧化产物分为3层,外层氧化产物主要是NiO,中间层氧化产物为Cr2O3和Al2O3,最内层有少量Cr2S3和Al2S3。Ni-10Cr合金热腐蚀24 h后氧化膜分为3层,外层氧化产物是NiO,中间层是不连续的Cr2O3,内腐蚀区有少量Cr2S3。由于熔盐中NaCl的存在,Ni-10Cr-5Al和Ni-10Cr合金的腐蚀产物会变得疏松多孔。     

原料总碳含量对WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金性能的影响

本文以WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2(质量分数,下同)硬质合金为研究对象,通过抗弯强度、硬度、密度、钴磁、矫顽磁力、电化学极化曲线测试以及扫描电镜观察,研究了采用不同总碳含量原料制备的硬质合金的力学性能及其在中性、碱性溶液中的腐蚀行为。结果表明:WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金的矫顽磁力、硬度、密度均随碳含量的增加而减小;合金的钴磁随碳含量的增加而增大;合金抗弯强度随碳含量的升高先增加后下降,在碳含量为5.27%、相对磁饱和为80%左右时抗弯强度最大,可达3 650 MPa。在pH=7的Na_2SO_4溶液中,WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金主要发生粘结相Co的选择性溶解,碳含量越低,腐蚀电位越高,耐腐蚀性越好。在pH=9～10的碱性磨削液中,碳含量的变化对WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2合金的腐蚀行为没有明显影响。     

铬的添加量对WC-9Ni硬质合金微观结构与性能的影响

以WC、Ni及Cr粉末为原料,采用传统粉末冶金方法制备了WC-9Ni-x Cr系列硬质合金。利用扫描电镜、X射线衍射仪、机械性能检测设备和浸泡腐蚀测试方法等观察和表征了试样的微观结构、物理机械性能和耐浸泡腐蚀性能。结果表明:Cr的添加量对WC-9Ni硬质合金的微观结构与性能有着显著地影响。微量的Cr添加后,合金的WC晶粒长大被抑制,晶粒尺寸出现下降;同时,合金的密度、抗弯强度下降,而硬度和耐中性水浸泡腐蚀性能(根据国际标准BS:6920:2000)得到提升。随着Cr添加量的进一步增加,合金的晶粒尺寸、密度、硬度、强度和耐腐蚀性能等变化趋势放缓。另外,根据XRD、SEM和EDX等检测结果发现:过量的Cr粉添加后,WC-9Ni硬质合金的结构中倾向于形成一种新相—(Wx,Cr(1-x))2C,这种新相易成为合金的断裂源。综合合金的微观结构和各项性能检测分析认为:当Cr粉添加量为1.2%(质量分数)时,WC-9Ni硬质合金具有相对最佳的综合性能。     

Cr_3C_2对SPS烧结WC-6Co硬质合金组织与性能的影响

采用SPS烧结技术制备WC-6Co-xCr_3C_2(x=0~0.6%,质量分数)硬质合金,并通过SEM、EDS、力学性能测试仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站等测试手段研究Cr_3C_2含量对SPS烧结WC-6Co硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明:随着Cr_3C_2添加量的增大,合金的晶粒异常长大现象消失,晶粒变得细小均匀;同时发现Cr_3C_2的添加可以明显改善合金的力学性能、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。当其添加量为0.45%时,合金综合性能最优,硬度为1933 HV30,断裂韧性达到12.5 MPa·m1/2。     

HVAP 及 HVOF 工艺制备 WC10Co4Cr 复合涂层及其性能研究

目的对比研究超音速等离子喷涂(HVAP)技术与超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC10Co4Cr涂层,并根据涂层组织形貌与电化学特性判断两种工艺的优劣。方法采用SEM及XRD分析WC10Co4Cr复合涂层的微观形貌和物相,在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中对涂层进行电化学分析。结果 WC10Co4Cr涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,涂层有较小程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,超音速等离子喷涂技术制备的涂层表现出优异的抗电化学腐蚀性能。结论超音速等离子喷涂技术制备的WC10Co4Cr涂层显微硬度为1197HV,孔隙率为0.50%,腐蚀电位为-0.3947 V,腐蚀电流密度为9.19×10-7A/cm2,腐蚀速率为1.01×10-2g/(m2·h),腐蚀深度为1.09×10-2mm/a,具有与超音速火焰喷涂涂层相似的耐腐蚀性能。     

Ni和Ni-Dy合金在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

采用浸没腐蚀实验研究了纯Ni和Ni-Dy合金在937 K熔融LiCl-5%(质量分数)Li_2O中的腐蚀行为。结果表明,Ni和Ni-Dy合金主要发生氧化反应。纯Ni表面腐蚀产物为NiO,Li_2Ni_8O_(10)和LiNiO_2。Ni-Dy合金除形成上述富Ni氧化物外,还形成Dy_2O_3。Ni-Dy合金的腐蚀速率随Dy含量的增高而增大。其中Ni-1Dy和Ni-3Dy合金的腐蚀速率小于纯Ni,而Ni-5Dy和Ni-10Dy合金的腐蚀速率大于纯Ni。因此,加入适量Dy可提高Ni在熔融LiCl-Li_2O中的抗腐蚀能力。     

Fe-Cr合金在650℃共晶(Li,K)2CO3熔盐中的腐蚀电化学阻抗谱研究

应用电化学阻抗技术并结合物相分析技术研究了合金元素Cr对Fe在 650℃ (Li,K) 2 CO3 共晶熔盐中的腐蚀行为的影响 .结果表明 ,加入 5 %和 1 0 %Cr不能改善Fe的耐腐蚀性能 ,而加入 2 0 %和 2 5 %Cr则能显著提高其耐腐蚀性能 ;Fe及Fe Cr合金腐蚀电化学阻抗谱呈双容抗弧特征 ,合金腐蚀受荷电粒子在氧化膜中的迁移控制 .提出将合金表面形成的氧化膜理想化为一电容器 ,并建立了氧化物电容与双电层电容相串联的等效电路来描述合金腐蚀的阻抗特征 .此外 ,根据所提等效电路对合金腐蚀电化学阻抗谱进行了解析 .     

SPS制备含钼WC-6Co硬质合金的工艺性能

以Mo粉、Co粉和自主研发的WC-6Co复合粉为原料,通过球磨、SPS制备Mo添加量为1%(质量分数)的细晶WC-6Co硬质合金。利用XRD、SEM、XPS、维氏硬度计和电化学工作站等研究SPS烧结温度、保温时间对合金组织和性能的影响。结果表明:随着SPS烧结温度的升高和保温时间的延长,WC-6Co-1Mo合金相对密度和断裂韧性持续增加,维氏硬度先增大然后略有下降。当烧结温度为1250℃、保温时间为5min时,制备的合金综合性能最佳。与相同工艺制备的WC-6Co和WC-6Co-4Mo合金进行对比,发现添加适量Mo能够有效抑制WC晶粒的长大,提高合金的硬度和韧性,但相对密度减小;同时,也能够增强合金在HCl溶液的耐腐蚀性能。