Corrosion behavior of HVOF Inconel 625 coating in the simulated marine environment

High velocity oxygen fuel(HVOF)spraying process is commonly used to produce superalloy coatings.Inconel 625 coating was prepared on Q235B low carbon steel by HVOF.A series of experiments were conducted to examine the surface and corrosion resistance properties of Inconel 625 HVOF coating.In this paper,potentiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)tests were carried out to evaluate the corrosion resistance of Inconel 625 coating under simulated marine environment.The experiment-al results showed that Inconel 625 coating revealed low porosity and desired coating thickness.Shift in the corrosion potential(E_(corr))to-wards the noble direction combined with much low corrosion current density(i_(corr))indicating a significant improvement of HVOF Inconel 625 coating compared with the substrate.

基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。

超声速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层对TC11钛合金耐磨性和耐蚀性的影响

采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF工艺对TC11钛合金的组织和性能影响较小,与未喷涂的钛合金相比,界面处基体的显微组织和显微硬度没有明显变化,冲击韧性稍有提高;HVOF工艺稳定可靠,涂层呈片层结构,致密度高,涂层的孔隙率为2.55%,硬度达到1400 HV,涂层主要由WC和W2C相组成,其与基体结合良好,为机械结合;金属陶瓷涂层能够显著改善钛合金的耐磨性和耐蚀性,喷涂涂层钛合金的磨损量是未喷涂钛合金的1.56%,喷涂涂层钛合金的磨损机制是磨粒磨损,未喷涂涂层钛合金磨损机制是磨粒磨损+黏着磨损。

超音速等离子与HVOF喷涂WC-Co涂层的冲蚀磨损性能研究

用超音速等离子喷涂(HEPJet)和两种进口高速氧燃气火焰喷涂(HVOF)设备(JP-5000和DJ-2700)制备WC-Co涂层,进行了孔隙率、显微硬度、结合强度及30°和90°攻角的冲蚀磨损对比实验,分析了涂层的SEM磨损形貌。结果表明,超音速等离子喷涂WC-Co涂层综合性能与JP-5000喷涂WC-Co涂层相当,优于DJ-2700;在30°冲蚀磨损条件下,WC-Co涂层的失效行为表现为疲劳剥落和微切削两种特征;在90°冲蚀磨损时,涂层的失效主要是垂直表面的磨粒冲击力导致涂层疲劳剥落。

HVOF制备亚微米结构WC-12Co涂层性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了亚微米结构WC-12Co涂层,测试了这种亚微米涂层的结合强度、显微硬度及抗磨粒磨损性能,并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行观察.研究结果表明:喷涂过程中,亚微米结构WC粒子没有明显的脱碳分解发生,涂层组织结构致密,其显微硬度平均值高达HV1105;在相同的试验条件下,16Mn钢的磨粒磨损量是亚微米WC-12Co涂层的7.8倍,这表明亚微米结构涂层具有优异的抗磨粒磨损性能.

超音速火焰(HVOF)喷涂Fe-Cr基涂层的组织与耐蚀性

采用多元Fe—cr基合金（含Si、Mn、B等）作为喷涂粉末，用JP-5000超音速火焰喷枪在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe基涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜对涂层的组织结构进行了观察和分析，采用盐雾试验箱对涂层的耐蚀性进行了初步研究。结果表明，涂层主要由非晶、bcc晶体结构的纳米晶及微米级硼化物组成；非晶基体产生了明显晶化，形成了胞状bcc结构的纳米仪．Fe，其尺寸约为10～30nm^3，涂层致密，孔隙率约为1％。涂层的耐盐雾腐蚀的性能明显高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。前者主要为孔蚀，后者主要为晶间腐蚀。

HVOF喷涂制备的多尺度WC-10Co4Cr涂层的组织与空蚀行为（英文）

采用超音速火焰(HVOF)喷涂制备了一种新型的由纳米、亚微米、微米WC颗粒和Co Cr合金组成的多尺度WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层,对比了双峰和纳米结构WC-10Co4Cr涂层,在分析了涂层组织的基础上,研究了多尺度涂层的孔隙率、显微硬度、开裂韧性和抗空蚀性能,并分析了多尺度WC-10Co4Cr涂层的空蚀行为和机理。结果表明,HVOF喷涂制备的多尺度WC-10Co4Cr涂层具有≤0.32%的孔隙率和高的开裂韧性,涂层中未发现明显的纳米WC脱碳现象。与双峰与纳米结构涂层相比,多尺度WC-10Co4Cr涂层表现出最优异的抗空蚀性能,在淡水中的抗空蚀性能分别比双峰涂层和纳米结构涂层提高了大约28%和34%。多尺度WC-10Co4Cr涂层的优异抗空蚀性能归结于其独特的微纳米结构和优良的性能,能有效阻碍空蚀裂纹的形成和扩展。

基体表面粗糙度对HVOF喷涂WC-Co粒子变形的影响

研究了超音速火焰(HVOF)喷涂WC-Co粒子过程中,基体表面粗糙度对粒子平化变形特征及粒子基体间结合性能的影响.实验结果表明:随基体表面粗糙度增大,粒子铺展过程中受到的阻力增大,圆形或近似圆形的粒子比例减少,不规则形貌粒子的比例增加;同时WC-Co粒子与基体间的物理机械嵌合强度提高;适当延长基体吹砂处理时间可增强粒子与基体间的结合强度.

HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理

目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能。结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa。涂层组织致密,孔隙率为0.76%。在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1:138.36;在1120 r/min下磨损10 h,涂层与基体的磨损失重比为1:127.44。结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损。随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损。

煤油流量对HVOF铁基非晶涂层组织与性能的影响

以工业原材料制备的FeCoCrMoCBY非晶粉末为喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备铁基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏显微硬度计等测试方法,探讨煤油流量对涂层显微组织、微观结构及显微硬度的影响,并分析涂层与316 L不锈钢在1 mol/L HCl溶液中的动态极化特征。结果表明:涂层与基体结合良好,呈现典型的层状结构,非晶含量高,表现出比316 L不锈钢更高的耐腐蚀性能。其它参数一定时,煤油流量越高,涂层致密度越高,非晶含量先增多后减少,显微硬度先增大后减小;当氧气流量为50 m^3/L,煤油流量为26 L/h时,涂层非晶含量最高,为99.4%,孔隙率为1.51%,自腐蚀电流密度低,为5.62×10^(-6) A/cm^2,自腐蚀电位为-0.36 V,耐腐蚀性能表现最佳。

HVOF制备的微纳米结构WC-12Co涂层组织结构与抗空蚀性能

本文中采用HVOF工艺制备了二种微纳米结构及一种普通微米WC-12Co金属陶瓷复合涂层,并采用SEM、XRD等分析了涂层的显微形貌和组织结构;测量了涂层的显微硬度、孔隙率及开裂韧性;采用超声振动空蚀装置研究了涂层的抗空蚀性能,探讨了涂层空蚀机理.结果表明:由亚微米与纳米WC-12Co组成的微纳米结构涂层孔隙率最低,组织最细小;虽然HVOF制备的微米WC-12Co涂层中WC基本上没有产生氧化脱碳,但是在二种微纳米结构WC-12Co涂层中WC不同程度地产生氧化脱碳,生成W2C、W及Co6W6C等物相;由亚微米与纳米WC-12Co组成的微纳米结构涂层显示了最优异的抗空蚀性能,空蚀率仅为微米涂层的1/3,其涂层抗空蚀性能提高的根本原因在于涂层中同时存在亚微米和纳米尺寸的WC、W2C、Co6W6C高硬度颗粒及一定量的Co、W韧性金属,由此提高了涂层的硬度和开裂韧性,延缓了微裂纹的产生与扩展.

HVOF喷涂WC-17Co粉末的粒子撞击行为研究

超音速火焰(HVOF)喷涂粒子与基体的撞击是一个复杂的动力学过程,了解粒子与基体高速高温的撞击行为对控制HVOF喷涂过程至关重要.本文采用ABAQUS/Explicit有限元程序,依据实验过程中的数据建立模型与施加载荷,研究在HVOF喷涂中WC-17Co粒子与IN718基体的撞击行为.结果表明:WC-17Co粒子在撞击过程中由固态转变为半熔融态;撞击发生后,粒子的撞击变形与基体撞击凹坑的几何尺寸与粒子初始直径的比值基本恒定,但粒子初始直径对粒子撞击变形及基体凹坑的形貌基本没有影响;粒子与基体撞击的动态持续时间与粒子的初始直径成正比,粒子的初始直径越大,撞击过程持续时间越长.

结晶器基材HVOF喷涂梯度功能涂层组织结构与结合强度

以HVOF梯度功能涂层在结晶器的应用作为研究背景,对CrZrCu表面超音速火焰喷涂CoNiCrAlY+CoCrMoSi梯度涂层与Ni-Co电镀层进行了对比分析,通过SEM,EDS,XRD及X射线应力仪等手段分析了涂/镀层的微观组织结构与应力状态,采用拉伸法测试了结合强度.结果表明,涂层与基体之间的结合比镀层较为紧密;梯度涂层的结合强度远大于镀层的结合强度;涂层均为压应力,表面应力小,界面应力大;镀层中元素和相组成无变化,涂层主要元素含量与粉末基本相当,而涂层中C,O元素含量增加,粉末发生了熔化分解和重结晶.为结晶器HVOF涂层部分性能替代电镀层提供了理论支持.

A100钢表面粗糙度与HVOF碳化钨涂层结合强度

采用超音速火焰喷涂方法在AerMet100钢(A100钢)基体上制备了WC10Co4Cr涂层,研究了不同喷砂条件对AerMet100钢表面粗糙度变化及对涂层与基体结合强度的影响.之后将涂层使用化学方法退除,观察涂层制备对AerMet100钢基体表面状态的影响,分析了粗糙度与涂层结合强度之间的关系.结果表明:AerMet100钢基体不同吹砂工艺产生的表面粗糙度Sa=0.994～4.983μm时,超音速火焰喷涂WC10Co4Cr涂层的结合强度均不低于72MPa.喷涂涂层过程对基体表面状态没有较大影响:基体粗糙度Sa<2μm时,喷涂后,基体表面的粗糙度略有降低;基体粗糙度Sa>3μm时,喷涂后,基体粗糙度略有升高.超音速火焰喷涂的碳化钨钴涂层与AerMet100钢基体的结合同时存在物理与机械力结合,以前者为主要结合力.

HVOF喷涂Co基WC涂层的耐锌腐蚀行为

为了提高热镀锌用辊件的耐腐蚀性,试验采用超音速火焰喷涂方法制备WC-12Co涂层,研究了涂层在450℃锌液中的耐腐蚀性能以及失效机制.将316L/WC-12Co涂层进行液锌腐蚀,以扫描电镜能谱分析、x-射线衍射方式分析对比了未经过腐蚀试件、腐蚀5天试件、腐蚀10天试件的组织变化和相组成,结果显示涂层基体Co受液锌腐蚀生成Co与Zn化合物,引发横向裂纹,导致涂层剥落.涂层全部剥落后保护失效,使母材被液锌直接严重腐蚀,最终生成锌渣FeZn13.

超音速火焰喷涂(HVOF/HVAF)Ni60合金涂层组织与磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂HVAF/HVOF两种工艺分别在Q235钢基体上制备了Ni60涂层,研究了涂层的显微组织和磨损性能。结果表明,两种工艺制备的涂层均具有典型的层状结构,涂层与基体以机械方式较好的结合。HVOF工艺制备的Ni60涂层的含氧量是HVAF工艺涂层含氧量的3倍多,说明HVOF工艺氧化性比HVAF工艺大得多。HVAF工艺涂层的显微硬度和耐磨性明显低于HVOF工艺涂层,这与HVOF工艺涂层中弥散分布硬质相和HVAF工艺涂层中存在微裂纹有直接影响。

HVOF喷涂Ni基涂层性能的研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备了3种镍基涂层,并对涂层的性能进行测试。结果表明:烧结粉末Ni60制备的涂层结合强度达44.6MPa、显微硬度963.8HV,均明显优于包覆粉末Ni包C、Ni包MoS2制备的涂层;Ni包C涂层孔隙率最高,达5.4%,并含有许多的未熔软质相;涂层中的镍起粘结作用,能显著提高涂层的结合强度和显微硬度;起减磨作用的MoS2和C相会明显降低涂层的结合强度。

工艺参数对HVOF喷涂WC-Co涂层磨损性能的影响

采用滑动磨损试验机对不同工艺参数下HVOF喷涂WC-Co涂层进行滑动磨损试验,并分析了涂层的表面失效行为。氧气流量和燃气流量对涂层磨损性能的影响呈不同的变化规律,较小的氧气流量、适中的燃气流量和喷涂距离条件下制备的涂层磨损率较低。涂层滑动磨损失效具有解理断裂特征。失效过程中碳化物颗粒的剥落对涂层磨损起关键作用,涂层中的粘结相、孔隙对疲劳裂纹的扩展有很大的影响。

滞留气体对镍基HVOF喷涂层腐蚀行为的影响

将HVOF方法制备的NiCrBSi合金涂层在真空炉中加热到600℃保温2 h,采用EIS(电化学阻抗谱)技术研究热处理前后涂层在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为随时间的变化情况。结果表明,喷涂过程中滞留在涂层中的气体对涂层的腐蚀行为影响很大。滞留气体可以提高涂层的电极电位和腐蚀抗力,其影响超过涂层组织结构的影响。不过,滞留气体的影响是短期行为,由于气体不断溶解到介质中或以气泡形式进入介质,喷态涂层的腐蚀电位和界面反应电阻在浸泡初期急剧降低,涂层的耐蚀性最终由涂层的组织结构决定。提高涂层的致密性是提高涂层耐蚀性的有效途径。