Cr_(23)C_6-NiCr涂层制备及其高温氧化行为

针对传统高温防护涂层在长期服役环境中可靠性不足等问题,设计了新型Cr23C6-NiCr金属陶瓷体系,并采用超音速火焰喷涂(High Velocity Oxy-fuel Spraying,HVOF)技术制备了相应复合结构涂层。利用XRD、SEM和高温电阻炉等设备,对比研究了其与传统Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层的微观组织结构特征及高温氧化行为。结果表明,复合涂层具有HVOF喷涂涂层典型的致密层状结构,喷涂过程中无明显相分解或氧化物生成。两种涂层在经过800℃循环氧化后具有相似的氧化动力学曲线,表面生成均匀致密的Cr2O3钝化膜阻止了氧原子向涂层内部的扩散,起到了较好的隔离防护作用,呈现出较为优异的抗高温氧化性能。

超音速火焰喷涂Cr_7C_3-NiCr、Cr_(23)C_6-Ni涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺分别制备了新型的Cr7C3-Ni Cr和Cr23C6-Ni金属陶瓷涂层,并与Cr3C2-Ni Cr涂层进行了对比。利用扫描电镜观察了涂层组织,利用显微硬度仪测量了涂层显微硬度,并对涂层的热震性能进行了测试。结果表明,Cr7C3-Ni Cr涂层硬质相晶粒尺寸0.5~2μm之间,涂层的显微硬度Hv0.3为8.53 GPa,950℃水淬循环次数大于113次,性能优于Cr3C2-Ni Cr和Cr23C6-Ni涂层。

H13钢表面喷涂Cr_3C_2-NiCr和Ni60A涂层的结合强度及耐磨性研究

在H13钢表面分别采用超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层和氧-乙炔火焰喷熔Ni60A涂层,观察了喷涂粉末和涂层的微观结构,测试了两种涂层在常温及600℃下与基体的结合强度和涂层在600℃下的摩擦磨损行为。结果表明:Cr_3C_2-NiCr涂层和Ni60A涂层表面均匀平整,无裂纹等缺陷,Cr_3C_2-NiCr涂层与基体之间的结合方式是以机械结合为主的"微冶金"结合,而Ni60A涂层与基体之间的结合方式为冶金结合;Cr_3C_2-NiCr涂层的显微硬度值大于Ni60A涂层;随着温度的升高,涂层的结合强度均有所下降,但Ni60A涂层的下降幅度大于Cr_3C_2-NiCr涂层,在常温和600℃下Ni60A涂层与基体的结合强度都高于Cr_3C_2-NiCr涂层;在H13基体表面喷涂Cr_3C_2-NiCr和Ni60A涂层,均能提高其表面高温耐磨性,但Cr_3C_2-NiCr涂层的效果要好于Ni60A涂层。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损行为

采用橡胶轮磨损实验机 ,对不同工艺条件下三种类型粉末制备的HVOFCr3 C2 2 5 %NiCr涂层进行了磨粒磨损实验。发现该涂层的磨损失重量与磨程基本呈现线性关系 ,磨损率远低于低碳钢。氧气流量、燃气流量适中的条件下制备的涂层磨损率较低。用团聚致密化工艺制备的粉末沉积的涂层耐磨粒磨损性能较好。涂层的磨损机制主要为先期的粘结相优先切削和随后的碳化物剥落 ,其中碳化物的剥落对磨损过程起制约作用。

等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层的气孔率统计分析

研究了等离子喷涂Cr3C2 NiCr涂层的气孔率服从正态分布、对数正态分布和韦伯分布的拟合优度。在统计分析的基础上 ,考察了喷枪移动速率和涂层厚度对涂层气孔率的影响。结果表明 ,在不同喷枪移动速率下喷涂不同厚度涂层 ,其气孔率均同时显著地服从正态分布、对数正态分布和韦伯分布 ,它们的变异系数在 0 .17～ 0 . 4 8,韦伯模数在 2 .0～ 6 . 2 ;根据不同分布估计出的平均值的置信区间基本相同。在相同的喷涂工艺参数条件下 ,厚度小于10 0 μm的涂层的气孔率较高 ;当涂层的厚度较厚时 ,涂层的气孔率为一常数。在 50 ,75和10 0m/min三种喷枪移动速率中 ,以 75m/min喷枪移动速率喷涂涂层的气孔率最低。

喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响

基于正交试验设计方法,系统研究了氧气流量、燃气流量和喷涂距离等喷涂工艺参数对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层冲蚀磨损性能的影响.结果表明:氧气流量、燃气流量和喷涂距离对2种冲蚀角度下涂层冲蚀磨损率的影响规律有所不同,在燃气流量为39.2L/min、氧气流量为421L/min、喷涂距离为205mm条件下,冲蚀角为30°时涂层的冲蚀率较低;而燃气流量对冲蚀角为90°时的涂层冲蚀率的影响受喷涂距离的制约,当氧气流量为444L/min、燃气流量为32L/min、喷涂距离为176mm时,相应的冲蚀率较低.

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损特性

在腐蚀冲蚀磨损试验机上,用5%H2SO4和质量分数15%棕刚玉组成的腐蚀-冲蚀磨损介质,对不同燃气流量下HVOF喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能进行了试验研究,测定了涂层单位面积失重量随腐蚀冲蚀磨损时间和冲蚀角度的变化,用扫描电镜观察了涂层断面组织形貌,分析了涂层腐蚀冲蚀磨损机制.研究表明,涂层的腐蚀冲蚀磨损累积失重量随时间基本呈线性增加,适中燃气流量所沉积涂层的腐蚀冲蚀磨损率较低,且远低于低碳钢.涂层的腐蚀冲蚀磨损主要表现为早期腐蚀介质对粘结相的优先冲蚀腐蚀和随后碳化物颗粒剥落以及涂层沿层间的裂纹扩展、相互贯通和扁平粒子脱落.

Cr_3C_2-NiCr涂层等离子喷涂工艺参数的优化

采用正交试验方法研究了等离子喷涂工艺参数对Cr3C2-NiCr涂层显微硬度的影响,并应用极差分析方法对试验结果进行了分析。结果表明,影响涂层性能的因素从主到次依次为喷涂距离、电流、送粉气流量和电压。Cr3C2-NiCr涂层最佳的等离子喷涂工艺参数是电流500A,电压65V,喷涂距离100mm,送粉气流量7L/min。采用优化后的等离子喷涂工艺制备的涂层,粒子熔化充分,涂层均匀致密,孔隙率低,界面结合良好,是高质量的热喷涂涂层。

CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr及NiAl/Cr_3C_2-NiCr涂层的结合性能

在CuCrZr合金表面等离子喷涂Cr3C2-NiCr涂层、NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层.测试涂层与基体间的结合强度及涂层的热震性能,结合SEM,EDS和XRD等分析涂层物相变化,探讨涂层的结合机理.结果表明,涂层的结合强度均较高;Ni-Al发生放热反应,生成Al4Ni3,Al3Ni2,AlNi3,剩余的铝与铜反应生成Cu3Al2,CuAl2,CuAl,局部区域形成微冶金结合;二种涂层均以机械锚合为主,在参数适合且基体相同的情况下,涂层结合强度取决于涂层材料的力学性能;相同试验条件下,NiAl/Cr3C2-NiCr复合涂层的热震性能优于Cr3C2-NiCr涂层.

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损性能的研究

采用橡胶轮磨损试验机 ,对三种类型粉末制备的超音速火焰喷涂Cr3 C2 2 5%NiCr涂层的磨粒磨损性能进行了试验 ,研究了喷涂工艺条件和粉末制备工艺对涂层磨损失重量的影响。在运用扫描电镜对涂层磨损表面观察分析的基础上 ,探讨了该涂层的磨粒磨损失效机制。

燃气流量对超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层组织与冲蚀性能的影响

在氧气流量和喷涂距离一定的条件下,揭示了燃气流量对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层显微结构及冲蚀性能的影响,并探讨了冲蚀角度对Cr3C2-NiCr涂层冲蚀性能的影响。结果表明:在相同冲蚀角度下,高燃气流量制备的涂层损耗率小;随着冲蚀角度的增加,涂层的损耗率逐渐增加;在90°时,损耗率达到最大。

水润滑下等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层/增韧SiC陶瓷摩擦副的摩擦学特性

采用 MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了等离子喷涂 Cr3C2 - Ni Cr涂层 /增韧 Si C陶瓷摩擦副在蒸馏水润滑下的摩擦学特性 ,通过对磨损表面形貌和磨屑的电子探针和傅立叶转换红外光谱分析 ,探讨了其磨损机理 .结果表明 :在较低载荷下 ,Si C与水发生摩擦化学反应 ,在磨痕表面生成由 Si O2 和硅胶组成的表面膜 ,从而使得摩擦副呈现出优异的摩擦学特性 ;在较高载荷下 ,Si C陶瓷发生晶粒微观断裂 ,从而使得摩擦系数升高并出现较大波动 ,此时 Cr3C2 - Ni Cr涂层的磨损率显著增大 .

基于正交回归实验设计方法的HVOF喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损性能的研究

基于正交实验设计方法 ,系统试验研究了氧气流量、燃气流量和喷涂距离对超音速火焰喷涂 Cr3C2 Ni Cr涂层磨粒磨损性能的影响 ,获得了喷涂工艺条件与涂层磨粒磨损失重量的定量关系和最佳的喷涂工艺参数 ,并进行了实验验证。结果表明 :氧气流量、燃气流量和喷涂距离对涂层磨粒磨损性能具有交互影响。其中燃气流量和氧气流量的影响较为显著 。

等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层的摩擦学特性

考察了等离子喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层及其表面化学镀Ｎｉ镀层通过不同配副组成摩擦副的摩擦学特性，并应用ＳＥＭ、ＸＲＤ和ＸＰＳ对磨痕进行了分析．结果发现：等离子喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层及其表面化学镀Ｎｉ镀层自配副组成摩擦副，均表现出较大的摩擦系数和磨损系数；但是，Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层表面化学镀Ｎｉ镀层与Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层配副组成摩擦副，在于摩擦条件下，能达到０．１２的摩擦系数和接近１０－６ｍｍ３（Ｎｍ）－１的磨损系数．上述结果是由于Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层的磨损机理从强烈的层状颗粒剥落转变为沿气孔和微裂纹等处的颗粒断裂．

不同参数下超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层磨粒磨损性能

通过超音速火焰(HVOF)技术,采用不同的工艺参数在低碳钢表面喷涂Cr3C2-NiCr涂层;对所得涂层进行磨粒磨损实验,同时考察低碳钢磨损性能,比较喷涂层之间的磨损性能及其与基体的磨损性能。采用光学金相显微镜观察涂层断面的形貌,通过显微硬度计测试涂层的显微硬度。结果表明,Cr3C2-NiCr涂层磨损质量损失与磨程基本呈线性关系;涂层的磨损性能高于低碳钢;不同参数制备的涂层,其磨粒磨损性能也不一样,其中燃气流量为38L/min时的涂层磨损性能较好,该条件下涂层的断面显微组织呈现层状结构,其显微硬度也较高。

高温长期时效12％Cr钢中Cr_（23）C_6变化规律研究

采用透射电镜分析、Ｘ射线衍射分析、电子探针分析和碳化物电解萃取相分析等方法，研究了２Ｃｒ１２ＭｏＶＮｂＮＢ耐热钢高温长期时效条件下Ｃｒ_（２３）Ｃ_６的析出部位与形态变化规律。结果表明：Ｃｒ_（２３）Ｃ_６相约占该钢全部强化相的６４％，是主要强化相。Ｃｒ_（２３）Ｃ_６在奥氏体晶界和板条马氏板条界及板条群界析出、由长条状变为球状或块状的过程受Ｃｒ元素体扩散控制。

粘结相含量对超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层冲蚀磨损的影响

采用不同粘结相含量的粉末,运用超音速火焰喷涂方法制备了Cr3C2-NiCr涂层。运用干砂冲蚀磨损试验机检测不同冲蚀角度下涂层的冲蚀磨损性能,研究粉末粘结剂含量对沉积涂层冲蚀磨损性能的影响。运用扫描电镜技术观察并分析Cr3C2-NiCr涂层冲蚀磨损失效行为。结果表明:粘结相含量不同的HVOF喷涂涂层均表现出脆性材料的冲蚀磨损特性,随冲蚀次数的增加失重量呈近似线性增加;粘结相在涂层中的分布形式影响涂层的抗冲蚀性能,但不改变冲蚀失效的主要机制。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层和镍基涂层的组织及电化学特性

采用超音速火焰喷涂技术在Q235结构钢基体上制备了Cr3C2-NiCr复合涂层和镍基合金涂层,借助扫描电镜分析了两种涂层的微观组织和形貌。采用电化学研究方法研究了两种涂层在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中的腐蚀性能。结果表明:Cr3C2-NiCr涂层中碳化物分布均匀,层状结构明显,孔隙率为1.6%,镍基涂层中碳化物颗粒较小,也呈均匀分布,孔隙率为1.1%。电化学阻抗谱和极化曲线表明:Cr3C2-NiCr涂层和镍基涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均较好,镍基涂层的抗腐蚀性能更优。

Cr_(23)C_6和NbC颗粒析出模式对FeMnSiCrNiC合金组织及形状记忆效应的影响

采用SEM和XRD方法研究了Cr_(23)C_6和NbC颗粒析出模式对FeMnSiCrNiC合金组织及形状记忆效应的影响。结果表明:FeMnSiCrNiC合金经10%拉伸变形后在1073K温度时效能在较短时间内极大地提高合金的形状记忆效应。Cr_(23)C_6颗粒优先在γ/δ相界面、γ/ε相界面、γ晶界处形核,Cr_(23)C_6颗粒的形核受界面形核机制控制;NbC颗粒优先在γ相晶内的位错、层错等缺陷处形核,NbC颗粒的形核受位错或层错形核机制控制。NbC在热力学方面比Cr_(23)C_6更稳定。

超声冲击处理提高超音速等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层性能

Cr3C2-NiCr涂层是中高温下理想的耐磨、抗氧化、耐蚀涂层,常用于高温下的燃气冲蚀磨损、磨粒磨损、微动磨损、硬表面磨损等场合.文中采用超音速等离子喷涂的方法在CuCrZr合金表面制备Cr3C2-NiCr涂层,并采用超声冲击的方法对涂层进行后处理.结果表明,经超声冲击处理后,涂层孔隙率由2.34%降低至1.83%;涂层的平均显微硬度由8.9 GPa提高至9.6 GPa,且硬度分布更均匀;在650℃下进行热震试验,涂层的热震寿命显著提高,热震裂纹的扩展路径也发生了变化.