热喷涂Fe基非晶涂层的耐腐蚀性的研究及优化

由于高硬度、高强度、高热稳定性、良好的耐磨性、耐腐蚀性、软磁性、成本低等诸多优点,Fe基非晶合金在众多领域有着十分广泛的应用前景。但其有限的玻璃形成能力、本征脆性等缺点极大地限制其作为工程材料的应用推广。利用热喷涂技术制备的Fe基非晶涂层不仅能够保持其原本的优异特性,还能弥补其缺点,突破工程应用的局限性。本文对Fe基非晶涂层的主要热喷涂制备方法进行了介绍,并对非晶涂层耐腐蚀性的影响因素：成分、氧化、孔隙、晶化和裂纹等一一归纳,并提出了Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的优化措施,最后对Fe基非晶涂层耐腐蚀性的下一步研究进行展望。     

热喷涂制备非晶合金涂层的研究状况

非晶合金是一种极具发展潜力的新兴金属材料.用热喷涂方法制备非晶合金涂层是将非晶推向工程应用的有效方法.从分析非晶合金及其制备特性入手,阐述了非晶合金热喷涂涂层的特性及目前制备非晶合金涂层的两类热喷涂技术路线,展望了热喷涂制备非晶合金涂层未来的发展趋势.     

热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性与孔隙率研究进展

热喷涂Fe基非晶合金涂层的综合性能优异,特别是在耐磨、耐腐蚀方面具有传统晶体材料无可比拟的优势,因而广泛应用于材料表面的防护领域。然而热喷涂涂层为典型的层状结构,涂层内部会存在一定量的孔隙,致使涂层耐腐蚀性能下降。首先介绍了热喷涂Fe基非晶涂层的腐蚀机理及其影响因素,总结了热喷涂涂层孔隙产生的机制、分类和影响因素。接着重点介绍了孔隙与热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性之间关系的研究进展。最后,通过对热喷涂涂层的形成过程与孔隙形成机理进行分析,粒子铺展变形能力差是显著影响涂层形成时粒子相互嵌套叠加和变形能力的主要原因。所以,Fe基非晶涂层可以从改变喷涂粉末成分和粒度、第二项粒子加入及喷涂工艺参数优化等措施,来改善粒子铺展变形能力,提高致密度。采用激光快速表面重熔技术对涂层微表层进行快速重熔处理,同样可以达到降低涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性的目的。     

热喷涂制备Fe基非晶态合金涂层研究进展

综述了等离子和超音速热喷涂制备Fe基非晶态合金涂层的最新进展,以及非晶涂层的后续处理。并展望了热喷涂制备非晶涂层的发展趋势。     

表面改质及强化技术

20095265激光熔覆制备Fe基非晶化涂层的研究进展／张培磊…／／焊接．-2009（5）：19-23 从Fe基激光非晶化的材料设计和制备工艺两个方面对激光熔覆制备Fe基非晶层的影响进行了分析和阐述。由于激光熔覆制备非晶涂层的工艺条件与传统的大块非晶制备方法有着很大的不同,所以由此带来了材料设计上的不同思路。     

表面改质及强化技术

20095265激光熔覆制备Fe基非晶化涂层的研究进展／张培磊…／／焊接．-2009（5）：19-23 从Fe基激光非晶化的材料设计和制备工艺两个方面对激光熔覆制备Fe基非晶层的影响进行了分析和阐述。由于激光熔覆制备非晶涂层的工艺条件与传统的大块非晶制备方法有着很大的不同,所以由此带来了材料设计上的不同思路。     

等离子喷涂对涂层非晶含量的影响

选用一种Fe基非晶粉末,利用等离子喷涂技术在不同喷涂电流和气体流量参数下制备涂层.用X射线衍射仪分析涂层非晶相对含量,对纯非晶涂层和含有纳米晶粒非晶复合涂层分别进行透射电镜观察.通过调整等离子喷涂电流和气体流量获得不同非晶含量非晶涂层,并分析其形成原因.     

热喷涂制备非晶态合金耐蚀涂层及其在电力设施防护中的应用研究进展

非晶态合金涂层材料因其组织结构均一、耐蚀性优异的特性,在电力材料防护领域有着重要应用价值,热喷涂制备的非晶态合金涂层是电力设施防护方法的重要发展方向。 对相关研究进行了综述。 首先介绍几种重要的非晶态合金材料体系, 引用近年来国内外基于热喷涂等技术的非晶态合金涂层材料的制备方法。 然后分析涂层防腐蚀、防冲蚀效果与机理,重点介绍应用上较重要的铁基、镍基、铝基防腐蚀非晶材料体系的研究进展。 最后,对热喷涂法制备铁基、镍基非晶态涂层材料在电力设施防腐蚀方面的应用及未来发展进行展望。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

热喷涂非晶合金涂层及其在金属腐蚀防护中的应用

对近年来国内外热喷涂非晶合金涂层材料的研究进展及其在金属腐蚀与防护领域中的应用前景进行了综述,指出热喷涂非晶合金涂层的开发与应用,对于促进金属腐蚀与防护技术的发展具有重要的意义。     

非晶铝基粉末冷喷涂涂层及其耐磨性能

为提高镁合金的耐磨性能,采用冷喷涂技术在AZ91D镁合金表面制备铝基非晶涂层,并利用扫描电镜对涂层的微观形貌进行分析,采用X射线衍射仪分析喷涂粉末及涂层中的非晶含量,利用多功能摩擦磨损试验机研究了涂层的耐磨性能。结果表明:冷喷涂后涂层中仍含有铝基非晶结构,非晶含量为48%,涂层微观组织致密,孔隙率为0.59%。铝基非晶涂层的磨损量和磨损率均低于镁合金基体,摩擦因数高于基体。     

超音速火焰喷涂制备钼基非晶纳米晶涂层的研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术，在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上成功的制备出了一种Mo基非晶纳米晶复合涂层。这种涂层组织均匀致密，孔隙率小，约为3．4％，呈典型的层状分布；涂层是由非晶和纳米晶组成，在非晶基体中均匀分布了纳米晶粒。根据衍射峰的半高宽，计算出Mo基涂层中的晶粒平均尺寸为25～70nm，与通过透射电镜的观察得到晶粒大小数20～70nm相符；涂层具有较高的硬度，平均显微硬度为859．0HV50；所获得的非晶纳米晶涂层具有较高的热稳定性，在1020．1℃以下使用，不会发生晶型转变。     

Comparison of a cold-sprayed and plasma-sprayed Fe25Cr20Mo1Si amorphous alloy coatings on 40Cr substrates

The purpose of this paper is to examine whether cold spraying is capable of manufacturing high-quality ferrous-based amorphous alloy coatings by comparing the performance of a cold-sprayed with a plasma-sprayed Fe25Cr20Mo1Si amorphous coating on a 40Cr substrate. The hardness, microstructure, wear resistance, and corrosion resistance of the two coatings were determined with potentiodynamic polarization curves, neutral salt spray tests, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction and their performance differences were examined. The results show that the cold-sprayed Fe25Cr20Mo1Si coating has an amorphous content of 97.63%, which is slightly higher than that for the raw powder (97.24%) and plasma-sprayed coating (96.55%). The coating hardness ranges from 720 HV to 1,030 HV, which is higher than plasma-sprayed coating (590–610 HV) and decreases the wear rate to about 2/3. The average porosity is 2.97 ± 0.59%, which is lower than that of the plasma-sprayed coating (4.95 ± 0.13%). The cold-sprayed Fe25Cr20Mo1Si coating can pass the 3,000 hr neutral salt spraying test, while the plasma-sprayed coating fails within 120 hr. The corrosion current in 3.5% NaCl solution reached to its stable value about 1.66 A/cm², which is about 1/4 of the plasma-sprayed coating (5.81 A/cm²). Upon analyzing the properties and the anticorrosion performance, it was found that there are no through-thickness pores in the cold-sprayed coating that impact its long-term anticorrosion performance. Cold spraying can be used to fabricate ferrous-based amorphous coatings instead of traditional thermal spraying technologies to obtain high-quality ferrous-based amorphous coatings.     

结晶器失效分析和表面处理技术的研究进展

阐述了目前结晶器广泛应用的电镀工艺镀层的优缺点,分析了连铸机结晶器的工作特点和失效原因,并对连铸结晶器热喷涂技术发展现状进行了阐述,同时结合目前非晶化技术、纳米化技术以及热喷涂技术,提出了一种采用热喷涂技术结合非晶化技术、纳米化技术对连铸结晶器进行表面处理的可能性.     

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。     

大气等离子喷涂制备Fe基非晶涂层及微观结构表征

选用Fe-10W-4Cr-3Ni-2Mo-4B-4Si-1C(质量比)合金粉末作为喷涂原料,采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上制备了Fe基涂层。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征了粉末和涂层的相组成和微观形貌;用Olycia m3分析软件对涂层的孔隙率进行测定;用热分析系统对喷涂粉末和涂层从室温到1 173K范围的DSC曲线进行记录;同时,测定了涂层的显微硬度和结合强度。结果表明:大气等离子喷涂制备的Fe基涂层与基底的结合良好,涂层较为致密并且存在灰色氧化带组织,表现出典型的层状组织结构;涂层不但具有低的表面粗糙度和孔隙率,而且具有高的显微硬度和结合强度;所制备涂层中的非晶含量约为89.2%(质量分数),涂层中形成的晶相组织为纳米晶结构。     

Research on fabricating Fe base amorphous alloy by bar plasma spraying

Since amorphous alloys have wider application, they can not be fabricated using the conventional cooling velocity. The bar material plasma spraying is adopted to fabricate, Fe base amorphous alloy in this investigation. The crystallization degree, microstructure, micro-hardness, composition, crystallization temperature of the amorphous alloy and the flying rules of the atomized particles in the process of the plasma spray are tested. The results show that the alloy prepared has the high amorphous degree and homogeneous microstructure, micro-hardness and the crystallization temperature can reach 1 187 HV and 531 ℃ respectively. The atomization is very well during the process of plasma spraying; and there is high thermal gradient, the cooling velocity reaches 6.07 × 10^7 K/s.     

Thermal-sprayed Fe-10CM3P-7C amorphous coatings possessing excellent corrosion resistance

An alloy of Fe-10Cr-13P-7C was thermally sprayed by three different processes: (1) 80 kW low-pressure plasma spraying (LPPS), (2) high-velocity oxyfuel (HVOF) spraying, and (3) 250 kW high-energy plasma spraying (HPS). The as-sprayed coating obtained by the LPPS process was composed of an amorphous phase. In contrast, the as-sprayed coatings obtained by the HVOF and HPS processes were a mixture of amorphous and crystalline phases. The as-sprayed coatings showed a high hardness of 700 DPN. A very fine structure composed of ferrite, carbide, and phosphide was formed, producing a maximum hardness of greater than 1000 DPN in the LPPS coating just after crystallization on tempering. The corrosion re-sistance of the amorphous coating was superior to a SUS316L stainless steel coating in 1N H₂SO₄ solution and 1N HC1 solution. Furthermore, the amorphous coating underwent neither general nor pitting corro sion in1NUCI solution and 6% FeCl₃ 6H₂O solution containing 0.05N HCl, whereas the SUS316L stain less steel coating was attacked aggressively.