热喷涂层残余应力的来源及其失效形式

探讨了涂层残余应力的产生机理,综述了当前残余应力的典型理论模型,并分析了残余应力诱导的涂层失效行为。上述这些研究对涂层的热力学完整性原理的研究具有重要的意义。

热喷涂层的梯度液相烧结

将金属陶瓷粉末与具有不同熔点的自熔合金粉末混合喷涂于金属基材表面，形成低熔点相的固液相变点温度从基材界面向涂层表面逐步升高的梯度涂层，研究了在１０００℃烧结后烧结层的显微组织结构和力学性能．结果表明，在烧结时出现液相的区域内喷涂层所固有的层状结构消失，在界面上有大约２０μｍ宽的扩散区并呈冶金结合，在表层存在明显的固－液相分界线，在显微组织中氧化物有球化趋势．梯度液相烧结可使涂层稳定成型所需的最佳控制参数区间变大，涂层的力学性能满足使用要求．

重熔处理热喷涂层的研究现状及展望

重熔处理是改善热喷涂层组织并提高其性能的有效方法。综述了近年来国内外热喷涂层的重熔处理工艺,并阐述了自熔合金、非自熔合金和金属陶瓷涂层的重熔特点和研究现状,最后对热喷涂层重熔技术的发展方向进行了展望。

基于统计学方法的热喷涂层滚动接触疲劳寿命研究现状

热喷涂层是对可再制造零件进行修复,并恢复其性能的一种重要手段。通过热喷涂技术获取的再制造零件,其表面接触疲劳主要表现为热喷涂层的滚动接触疲劳问题。目前,依据统计学方法常被用于热喷涂层滚动接触疲劳寿命研究的模型主要有:Weibull模型、疲劳曲线模型、理论预测模型和回归分析模型。从统计学理论及应用的角度出发,总结了各种方法研究和应用现状,对基于统计学方法提高热喷涂层滚动接触疲劳寿命预测的精确度和可靠性进行了展望。

用多尺度方法分析热喷涂层应力

多尺度分析的方法突破了传统均匀化理论的限制,在计算涂层有效性质的基础上,能够进一步分析其微细结构的应力.通过理论分析得到微细结构的控制方程,结合有限元技术,能够精确高效地计算热喷涂层局部微细结构的应力分布.应用均匀化理论结合有限元分析估计了Fe-Cr-A l合金热喷涂层的有效性质(弹性模量、导热系数和热膨胀系数),同时研究了微细裂纹对Fe-Cr-A l合金涂层应力的影响,得到了裂纹处的拉应力和热应力分布情况.

热喷涂层的中温反应烧结工艺

介绍了热喷涂层的中温反应烧结工艺 。

1Cr18Ni9Ti热喷涂层在含硫油品中的耐蚀性研究

针对含硫油对石油炼制设备腐蚀严重的实际 ,研究了热喷涂 1 Cr1 8Ni9Ti层对设备进行腐蚀防护 .测定了涂层的孔隙率以及不同温度、不同硫浓度下 1 Cr1 8Ni9Ti涂层的腐蚀速率 .用化学反应动力学理论模型模拟了此腐蚀过程 ,求出了反应过程的反应活化能、反应速率常数和反应速率方程 ;并用三电极电化学研究系统测试了 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的极化曲线 ,认为 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的腐蚀为电化学腐蚀控制过程 .

TiO_2热喷涂层在ClO_2水溶液中的耐蚀性

以化学反应动力学为基础,利用重量法测试了TiO2热喷涂层在ClO2水溶液介质中的腐蚀速度,从而求出了TiO2热喷涂层的单位厚度寿命。实验表明,TiO2热喷涂层在ClO2水溶液中的腐蚀速度满足VL=kc1.1(mm/a)的动力学方程式,从而为TiO2热喷涂层在ClO2水溶液中的防腐蚀提供了理论依据。

热喷涂层残余应力影响因素的研究

采用盲孔法测量了Ni Cr Fe Mo涂层的残余应力,得出Ni Cr Fe Mo涂层的残余应力分布规律,并且从涂层的厚度与到边缘的距离两方面分析影响残余应力的因素。发现Ni Cr Fe Mo涂层的残余应力主要为压应力,应力值从中间向边缘处减小,而在涂层的边缘附近残余应力又增大;Ni Cr Fe Mo涂层的残余压应力随涂层厚度的增加而先增加后减小,在其中间的某厚度压应力达到最大值;试件尺寸的大小影响残余应力的变化范围。

35CrMo钢热喷涂层耐CO_2腐蚀性能研究

35CrMo钢表面爆炸喷涂WC-Co和等离子喷涂Cr2O3后都形成了具有一定厚度的涂层,涂层大大提高了母料的表面硬度。失重法测得2种涂层的CO2平均腐蚀速率比母材降低了2个数量级;CO2腐蚀后2种涂层表面光滑平整,没有发生明显的腐蚀痕迹,而35CrMo钢产生严重的CO2腐蚀。电化学实验表明,在酸性介质中WC-Co和Cr2O3涂层稳定性好,不会被破坏,涂层对基体材料有很好的保护性。

热喷涂层在水力机械上的应用

本文经分析热喷涂层实验室模拟及水轮机真机运行试验，选择出耐磨损性好、抗空蚀性能优良的合金粉末，以提高水轮机和水泵的抗磨蚀性能。

热喷涂层进行性失效预警研究取得新进展

隐蔽的损伤是装备安全可靠服役的重大挑战。进行性损伤往往会释放物理或化学的信号，对这些发展中的信号进行准确的解读，并给出高可靠性的预警信息，对于提升装备的服役质量具有十分重要的意义。浙江工业大学／装甲兵工程学院再制造技术重点实验室朴钟宇等人从喷涂层进行性损伤中裂纹扩展角度出发，提出了以裂纹捕捉的方式来预警喷涂层的失效，为更可靠地揭示断裂背后的真实过程提供了新思路。该文发表在《Tribology Inter-national》2014年第72卷。作者首先利用超音速等离子喷涂技术在调质45钢表面制备了高质量的Fe基涂层，采用球盘式接触疲劳试验机完成大样本的接触疲劳试验。引入声发射在线监测设备，在试验机基础之上搭建喷涂层裂纹在线监测平台（见图1），实时收集试验过程中喷涂层内部的断裂信息，并予以分析和数字化转换。

脉冲电流下的热喷涂层组织演变

对 A3钢基材表面的热喷涂层进行脉冲电流处理 ,通过显微镜观察涂层组织结构变化 ,结果表明 ,在脉冲电流处理下涂层组织结构发生了变化 。

热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律研究进展

滚动接触疲劳寿命是评价热喷涂层性能的重要指标之一。目前,用于热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律的研究方法主要可以分为三大类:理论模型法、疲劳试验法和有限元分析法。模型预测法侧重对失效机理的描述,主要通过理论推导建立模型公式,再通过试验获取模型所需参数,从而达到预测涂层寿命的目的。疲劳试验法侧重对疲劳数据的分析,通过疲劳试验机得到寿命数据,采用Weibull分布等统计模型对数据进行分析,建立不同寿命影响因素与涂层疲劳寿命之间的关系。有限元分析方法则是通过采用计算机软件模拟涂层实际工况的方法,对涂层工作中的部分参量进行科学估计,是上述两种方法的补充。从热喷涂层滚动疲劳寿命研究方法的角度出发,总结各种研究方法的研究成果,系统综述国内外学者对热喷涂层滚动接触疲劳寿命演变规律的研究现状,确定疲劳试验与有限元分析相结合的方法。

重熔工艺对热喷涂层性能的影响

通过声发射技术、相分析及强度测定等方法,研究了Fe55自熔合金粉末热喷涂层在不同重熔工艺下的σ-e和耐磨性。

热处理对热喷涂层接触疲劳性能和寿命影响的研究现状

热喷涂层由于其形成过程的特殊性,致使其内部不可避免地出现一些裂纹、孔隙等微观缺陷,对涂层的接触疲劳性能以及使用寿命产生了恶劣影响,因此极大限制了其应用及发展。热处理不但可以改善涂层表面完整性,而且还能提高其滚动接触疲劳性能和使用寿命。较全面地分析比较了重熔、化学热处理、热等静压等工艺的不同,综述了各工艺对涂层接触疲劳性能和寿命演变规律的影响,并展望了其未来的研究及发展方向,以期为涂层的接触疲劳寿命预测提供一定的理论支持和技术指导。

基于支持向量机的热喷涂层接触疲劳寿命预测

针对热喷涂层接触疲劳寿命的预测问题,利用装备再制造技术国防科技重点实验室研制的新型接触疲劳/磨损多功能试验机(RM-1试验机),基于中心复合设计进行等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)涂层(AT40涂层)受到接触应力、转速、涂层厚度和滑差率共同作用下的接触疲劳寿命试验,并通过扫描电镜观察涂层的失效形貌。采用3σ准则检验接触疲劳寿命试验的可靠性,将黄金分割法与信息熵理论相结合,对训练集和测试集进行划分。基于支持向量机(SVM)原理,建立综合考虑接触应力、转速、涂层厚度和滑差率的寿命预测模型。研究结果表明:在接触应力、转速、涂层厚度和滑差率共同作用下,涂层的损伤失效主要是分层失效和表面磨损;采用中心复合设计方案得到的多因素接触疲劳寿命具有可靠性;基于SVM回归理论训练的预测模型具有较高的显著性,可用于表征AT40涂层接触疲劳寿命与接触应力、转速、涂层厚度和滑差率的函数关系,为喷涂层接触疲劳寿命预测提供理论参考。

热喷涂层的切削加工工艺应用

介绍了主要热喷涂层的车削、磨削通用规则,对喷涂钼层的车削、磨削工艺在地铁车辆车轴上的应用实践进行了简要分析与介绍。

ZrO_2热喷涂层基体界面的氧化问题

在钢铁基体上喷涂陶瓷层，在陶瓷一钢的界面上钢的一侧，氧化往往是不可避免的。本研究发现，基体界面的氧化对于涂层的结合并不总是有害的，如果控制恰当，可使涂层结合强度适当提高，这在实际应用中是很有实际意义的。

全氯化设备反应器壁热喷涂层研究及其性能试验

本文针对全氯化设备反应器壁的工作条件及失效原因，拟将热喷涂层作为器壁的保护层，并设计了合金粉末成分，进行了相应的试验。结果表明，经重熔处理的热喷涂层具有高的结合强度和致密性，具有一定的抗盐酸腐蚀能力和较优异的高温湿氯气腐蚀抗力，可用于容器壁的防护。文章还对热喷涂工艺、涂层性能及涂层抗蚀特性进行了分析研究。