热老化对铝硅聚苯酯涂层抗砂粒冲蚀性能的影响

采用等离子喷涂技术(APS)在45钢表面制备了铝硅聚苯酯涂层,对原始涂层和经过不同时间热老化后的涂层进行冲蚀试验,研究热老化对铝硅聚苯酯封严涂层抵抗砂粒冲蚀性能的影响。采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及光学显微镜等分析涂层的性能和失效机理。结果表明:热老化导致涂层结构完整性遭到破坏,并且降低了涂层中铝硅合金的强度和塑性;随着热老化时间的延长,涂层的抗砂粒冲蚀能力变差,特别是经过300 h热老化后,涂层中出现了铝硅合金的贯穿开裂,使得涂层中较强韧的金属网骨架发生破坏,导致涂层的抗砂粒冲蚀性能严重恶化。

Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜厚度对结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备不同厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜,研究了多层膜厚度对其结构及性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪、砂粒冲蚀试验仪和拉伸试验机检测分析了多层膜的表面及截面形貌、微观结构、硬度、结合力、残余应力、抗砂粒冲蚀性能和拉伸性能等。结果表明:随着多层膜厚度的增加,膜层表面颗粒增多,表面质量略有下降,择优取向由(200)晶面逐渐向(111)晶面转变;随着厚度的增加,残余应力逐渐增加,膜层硬度、膜基结合力、裂纹扩展抗力先上升后下降,在厚度为10.58μm时达到最佳,其硬度为3404Hv、结合力为58.6N、裂纹扩展抗力为758.49,抗砂粒冲蚀性能提高3倍以上;TC4钛合金表面镀多层膜后,屈服强度和抗拉强度均略有提升,但断后伸长率降低,当膜层厚度为14.50μm时,断后伸长率较基材降低30%,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。在一定范围内增加膜层厚度有利于提升性能,但需合理控制其厚度以减小对钛合金基材的负面影响。

调制结构对Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜性能的影响

为提高钛合金的服役性能,采用真空阴极电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备不同R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比的多层膜。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪和砂粒冲蚀试验仪检测并分析了多层膜的截面形貌、结构、厚度、硬度、结合力、残余应力和抗砂粒冲蚀性能等。重点研究了R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比对多层膜性能的影响。结果表明:所制备的多层膜厚度均在7~8μm,过渡层约1.5μm厚,单一周期厚度在150~200nm;膜层均呈现(200)择优生长面心立方结构;随着Cr-CrAlN层占比的增加,膜层的硬度、残余应力和膜基结合力均相应地上升;在90°攻角下不同调制比的多层膜未完全破损前,其抗砂粒冲蚀能力是TC4基材的3倍以上,而在30°攻角下多层膜的抗砂粒冲蚀能力则约为TC4基材的8倍;R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比为1∶2时所制备的多层膜具有最佳的综合性能。