汽轮机叶片钢超音速火焰喷涂层和等离子喷焊层性能研究

目的 提高汽轮机叶片钢1Cr12Ni2W1Mo1V的抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能。方法 利用超音速火焰喷涂技术和等离子喷焊技术在其表面分别制备了Cr3C2-NiCr75-25涂层、WC-10Co-4Cr涂层和Stellite 6合金喷焊层。借助扫描电镜（SEM）观察3种涂层水蚀凹坑的微观组织形貌，并对3种涂层的显微硬度、抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能进行分析。结果 3种涂层的平均显微硬度较基体均有显著提升，其中WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度最高，其值为1314.6HV4.9 N。以Stellite 6合金涂层为摩擦副，Cr3C2-NiCr75-25涂层的摩擦系数为0.5~0.7，失重0.0131 g，而WC-10Co-4Cr涂层的摩擦系数为0.5~0.6，失重0.0007 g，显然WC-10Co-4Cr涂层的抗摩擦性能更好。抗微粒冲蚀性能试验中，最大磨痕深度由深到浅依次为：基体材料（94.658 μm）、Stellite 6合金层（85.932 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（81.163 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（11.864 μm）。其对应的磨损率也逐渐减小。表面水蚀沟槽最大深度依次为：基体材料（445 μm）、Stellite 6合金层（70 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（80 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（41 μm）。其对应造成的质量损失由30 mg/cm2逐渐变为3.3 mg/cm2。结论 3种涂层均具有一定的抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能，其中WC-10Co-4Cr涂层的各项性能均最佳，主要是该涂层中弥散分布了大量WC硬质相，使其显微硬度最高，加之其他相关性能共同作用的结果。

Performance of Supersonic Flame Spray Coating and Plasma Spray Welding Layer for Turbine Blade Steel