Ni60/Cu定向结构涂层在不同浓度H_(2)SO_(4)中的耐蚀性能

为了研究Cu元素对Ni基合金定向结构涂层耐腐蚀性能的影响,向Ni60合金粉末中添加了5%Cu(质量分数,下同),制备了定向结构Ni60/Cu复合涂层。采用电化学试验和浸泡试验,评估了涂层在不同浓度H_(2)SO_(4)溶液中的电化学腐蚀特性和浸泡腐蚀性能,探讨了涂层在不同浓度H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为。结果表明,涂层在不同浓度H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀均表现为活化-钝化-过钝化的过程,电化学阻抗谱在整个时间常数内具有典型的容抗特征,H_(2)SO_(4)溶液浓度从5%增至80%时,电荷转移电阻先减小后增大,涂层的耐腐蚀性呈现先降低后升高的趋势。随着H_(2)SO_(4)溶液浓度的增加,涂层表面的腐蚀程度先加剧后逐渐减缓,且在H_(2)SO_(4)溶液浓度为40%时,腐蚀电位移至最负,腐蚀电流密度增至最大。但在H_(2)SO_(4)溶液浓度达到80%时,涂层表面伴有致密均匀的主要由NiO、Cr_(2)O_(3)以及Cu_(2)O等组成的腐蚀反应钝化膜生成,这些反应钝化膜在涂层表面有效地阻止了H_(2)SO_(4)溶液的进一步渗透,使得涂层在高浓度硫酸中表现出良好的耐蚀性能。

Ni60/高铝青铜复合涂层定向组织结构特征

为改善Ni60单一合金涂层的性能,满足苛刻工况的要求,将高铝青铜合金添加到Ni60合金粉体当中,采用高频感应重熔和强制冷却的方法对超音速等离子喷涂的预制涂层进行处理,制备了定向结构的Ni60+5%高铝青铜复合涂层,研究了定向结构复合涂层的微观结构特征、元素分布、物相转变以及对涂层硬度的影响。结果表明:经过高频感应重熔和强制冷却处理,使预制涂层的层流状组织结构成功转变为外延生长的致密的定向结构组织,涂层和基体的结合界面由原来的机械结合转变为牢固的冶金结合。定向结构组织中主枝主要由Ni、Fe元素为主的化合物和固溶体相组成,在其周围包裹有以Cr、C、B构成的析出相,加入高铝青铜的主要元素Cu、Al在定向晶形成过程中和Ni发生反应形成化合物呈网状结构分布在树枝晶主枝杆和析出相之间,起到连接过渡作用。由于定向结构涂层的单向取向特征,表面硬度相对于预制涂层有所降低,但整体均匀性更好。

重熔温度对Ni60/WC定向结构涂层微结构演变的影响

为了改善定向结构涂层的微观组织性能,本文采用火焰喷涂、感应重熔和强制冷却复合技术制备了碳化钨强化的Ni60/WC定向结构涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对其微观组织、物相及显微硬度等进行对比研究,探讨感应重熔温度对定向结构复合涂层微观结构演变及性能的影响,并揭示涂层的形成机理和强化机制。结果表明:随着重熔温度的升高,涂层表现为低重熔温度下的细密、凝聚态组织向高重熔温度下沿热流生长的定向组织结构转变,当温度为1200℃时,涂层定向结构特征明显;添加物首先溶解扩散于晶界形成网状共晶,随后逐渐转变并形成块状结构,最后在1200℃时,再次填充并强化晶界;低温下涂层的凝聚态结构使涂层截面硬度升高,1200℃高温下形成的定向结构涂层硬度最高。合适的重熔温度能使WC强化的定向结构涂层性能得到有效改善。

原位合成Ti(C,N)-WC/Ni60A基复合涂层显微结构及性能

针对农机作业中触土刀具易磨损、失效频繁、寿命低、消耗成本高等现状,研究开发了金属表面熔覆陶瓷涂层工艺。采用反应等离子熔覆技术,在Q235B钢表面制备了Ti(C,N)-WC增强Ni60A基复合陶瓷涂层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合熔覆层的微观结构及强质硬化相的成分、组织、性能进行了分析。研究结果表明:预涂敷层中的钛(Ti)粉、石墨粉、氮化钛(TiN)粉在等离子熔覆过程中原位合成了颗粒状新生相Ti(C,N),且均匀弥散分布在熔覆层中,形成了主要由硬质相、包覆相、粘结相组成的芯-环结构;涂层平均硬度达HV0.51750,最高可达HV0.52040;涂层的磨损机理主要为磨粒磨损,与基体相比,有较好的硬度和耐磨性能,以期为农机刀具材料强化提供参考。

Ni60/高铝青铜多元多相复合涂层制备及其微观结构特征

为了研究Ni基/Cu基复合合金涂层的微观结构特征,采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备了高铝青铜质量分数30%的镍基合金/高铝青铜多元多相复合涂层。对复合涂层的组织结构特征、元素分布、相结构组成以及涂层的微观缺陷进行研究分析。结果表明:所制备的复合涂层中2种合金微结构呈叠加层状分布,组织结构具有梯度复合涂层特征,致密度高,微界面结合良好。高铝青铜合金和Ni60合金元素呈交错分布,相互之间出现互扩散特点。高铝青铜合金具有对Ni基合金微粒包裹作用和对微界面填充作用,并且2种合金之间发生了冶金反应,微界面结合牢靠。相对于纯Ni60合金涂层,高铝青铜的加入有效降低了复合涂层缺陷率,减小了缺陷尺寸。

Ni60优化高铝青铜SAPS—感应重熔涂层组织结构的研究

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备Ni60/高铝青铜梯度涂层,并进行高频感应重熔处理。通过SEM、XRD等手段分析了感应重熔前后涂层的组织结构特征、相结构变化以及界面元素扩散情况。结果表明,超音速等离子喷涂层在基体/Ni60结合面处以机械咬合为主,在Ni60/高铝青铜涂层界面处有轻微熔结特性,形成了机械结合和轻微冶金结合的混合结合方式。感应重熔后,Ni60中间层分别与基体、高铝青铜涂层进行充分的双向扩散熔合。在Ni60和基体间形成结构致密、无孔隙的冶金扩散带,元素扩散迁移后不同元素呈现梯度或均匀分布形式。在Ni60和高铝青铜涂层之间分层界面基本消失,形成了完全的一体化涂层,涂层中元素扩散呈现梯度形式。

感应重熔Ni60自熔合金涂层的组织结构

采用扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射等测试手段，对Ｎｉ６０感应重熔涂层组织结构进行了研究。发现感应重熔Ｎｉ６０涂层明显呈３区分布，从界面开始依次为固溶体区、条状相区和块状相区，并揭示了条状相区的形成原因及影响因素。

SiO_2涂层结构对Cu_(70)Ni_(30)熔体过冷遗传性的影响

采用热分析和红外光谱分析法研究了 Si O2 凝胶薄膜热处理过程中的热失重和结构变化 ,确定了薄膜在室温～ 673 K温度区间的分级热处理工艺和玻璃化温度。在熔模铸造壳型内表面基体玻璃涂层上制备了两类无裂纹 Si O2 薄膜涂层。析晶实验结果表明 ,第一类薄膜涂层在高温下为方石英 ,第二类薄膜涂层经 1 773 K保温 1 5min处理后为稳定玻璃态。将深过冷 Cu70 Ni30 合金熔体浇入两种涂层壳型中分别获得了 90 K和 1 98K的过冷度 。

强制冷却对感应重熔Ni60合金涂层组织结构的影响

采用超音速等离子喷涂技术在45号钢基体上预制Ni60合金涂层,利用定向冷却装置在不同流量冷却水条件下,对感应重熔后的涂层进行强制冷却。通过OM、SEM（EDS）、XRD等手段研究了不同流量冷却水对感应重熔涂层组织结构的影响。结果表明：随着冷却水流量的不断增大,感应重熔涂层的组织结构发生了极大改变,涂层与基体之间形成了一条明显的冶金结合带;当流量为80 L/h时,涂层中形成的＂十字架＂形结构的定向凝固组织结构致密细小,对称性最好,且具有较好的取向一致性;晶粒沿[001]方向的偏离角θ较小,仅在0°~8°之间,而具有高度（（200）晶面）择优取向趋势。

45#钢激光熔覆Ni60/Cu自润滑复合涂层组织演变及摩擦学性能

为改进45#钢表面硬度低、耐磨性差的缺点,拓宽其在工业生产中应用范围,选择激光熔覆技术在其表面制备Ni60(N1)、Ni60-10%Cu(N2)、Ni60-20%Cu(N3)(wt.%)三种耐磨复合涂层,研究三种涂层的微观组织、显微硬度及摩擦学性能。结果表明:N1涂层主要包括γy~Ni固溶体、Cr_(7)C_(3)硬质相、FeNis金属间化合物,N2、N3涂层额外含有固体润滑相Cu。性能上N1(730.41 HVo,s)、N2(653.04 HV_(0.5))和N3(592.29 HV_(0.5))涂层的显微硬度均高于基体,分别达到基体(299.20HV_(0.5))的2.44、2.18和1.98倍;室温下N3涂层表现出优异的减摩性能,摩擦因数比N1涂层降低8.5%,N2涂层表现出优异的耐磨性能,磨损率为1.74×10^(-5)mm^(3)(N·m),而添加20%Cu后,涂层对硬质相的支撑下降,导致硬质相剥离涂层,进而破坏润滑膜,导致磨损率上升。然而在600 C下,N1涂层的减摩性能最佳,摩擦因数比基体下降50.7%,N2涂层耐磨性最高,磨损.率为5.99×10^(-5)mm^(3)(N·m),低于N3涂层的磨损率9.02×10^(-5)mm^(3)(N·m),这是因为添加固体润滑相Cu对涂层的保护作用不足以抵消涂层硬度下降的负面影响。为固体润滑相Cu改进Ni60复合粉末,进而制备成自润滑复合涂层提供了添加量参考范围。

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层组织及性能研究

利用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层,研究了其微观组织及耐磨耐蚀性能.结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11,WC,M6C(Ni2W4C或Fe3W3C),Cr26C3,CrB2等相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为2.5%;WC,M6C,Cr26G3,CrB2等硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800 nm;涂层硬度分布不均匀,平均硬度为685HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/8.8,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/2;涂层的磨损机理以疲劳磨损为主,弥散分布的硬质相是涂层硬度以及耐磨性提高的主要因素.

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层.研究了其微观组织及耐磨性能.试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高.涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好.

石墨粉添加对WC增强Ni基复合涂层组织结构及性能的影响

目的改善WC/Ni60A涂层的耐蚀耐磨性能,通过激光熔覆技术制备不同石墨添加量的C/WC/Ni60A复合涂层。方法首先制备多含量的WC(质量分数分别为15%、25%、35%)增强Ni基涂层,利用SEM、EDS及XRD等表征手段,分析涂层的微观组织形貌、元素分布及物相组成。利用多功能摩擦磨损试验机、形貌显微镜及电化学工作站等,测试涂层的耐蚀耐磨性能,并选出WC的最佳添加量。其次,向最佳性能的WC/Ni60A中添加经过超声预处理的石墨粉(质量分数分别为0.25%、0.5%、0.75%、1.0%),并进一步通过混粉湿磨获得类石墨烯结构,分析测试相应涂层的微观结构及耐蚀耐磨性能。结果采用激光熔覆制备的复合涂层组织结构致密,且与基体发生了冶金结合。当WC的添加量为25%时,WC/Ni60A复合涂层的耐蚀耐磨性能最好。石墨的添加细化了显微组织,进一步提高了涂层的显微硬度,并显著改善了涂层的耐蚀耐磨性能。当石墨的添加量为1.0%时,复合涂层的摩擦系数稳定在0.25,磨损率约为0.0032 cm3/(N·m)。结论石墨粉体的加入可有效提高WC/Ni60A涂层的耐磨耐蚀性能,有望成为极端海洋环境的新型表面防护材料。

稀土对真空熔结镍基复合涂层组织结构的影响

研究了稀土(Ce+La)对真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层化学组成和组织结构的影响。结果表明:稀土(Ce+La)消除了Ni60+WC涂层中的针状相,改变了陶瓷相的分布形态。稀土还改变了涂层的化学组成,提高了组成相中的镍含量和陶瓷相中的钨含量。含稀土的真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层还析出了新的第2相WC和LaNi3。

Structure and erosion resistance of Ni60A/SiC coatting by laser cladding

The Ni60A and Ni60A/SiC coatings were obtained by laser cladding on 0.45% C steel. The microstructure and hardness of the coatings were studied by SEM and XRD. The erosion resistances of Ni60A and Ni60A/SiC coatings were also investigated. The results show that the structure of different coatings is up to the temperature gradient and solidifying velocity in metal-melting region during laser cladding process. The coatings consist of a cladding layer, in which dendritic crystal and bulky cell-like crystal exist mainly, and a thermo-affected layer. Ni60A/SiC coating has higher microhardness than that of Ni60A coating, which is mainly caused by SiC and complicated phases formed by Ni, Cr, Fe, C and Si. It is obvious from the erosion test that the Ni60A/SiC coating has high erosion resistance.

含稀土真空熔结镍基合金涂层的界面组织和分布特性

通过研究了真空熔结镍基合金涂层纵截面的微观组织、相结构、以及合金元素和显微硬度的分布特征,结果表明,稀土(Ce+La)改善了N i60涂层的组织,使针状相改变成了小球状相,加强了界面的冶金结合。N i60+RE涂层还析出了新的第二相WC、N i2B、N iB和Cr6.5N i2.5S i。稀土阻碍了涂层中N i、Cr、S i等原子向母材的扩散和母材中Fe原子向涂层的扩散,提高了涂层中N i、Cr、S i等元素的含量,降低了Fe的含量,减轻了碳钢母材中的Fe对合金涂层的"稀释"作用。稀土还明显地提高了合金涂层的显微硬度,两种N i60合金涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0.4 mm处。

Cu含量对Ni基定向合金涂层组织与摩擦学性能的影响

采用火焰喷涂+感应重熔+强制冷却复合技术制备了Cu添加的Ni60/Cu定向结构复合涂层。研究了Cu含量对Ni60/Cu定向结构涂层微观组织、物相演变、微观硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:在定向结构涂层形成过程中,Cu元素持续向晶粒内部扩散,导致涂层随着Cu含量增加,硬度持续降低。Cu含量对涂层显微组织产生重要影响,当Cu含量为15%时,涂层定向结构组织呈垂直于界面生长特征,微观结构细密规整。当Cu含量为15%时,涂层以磨粒磨损为主,显示出最低的摩擦系数和最小的磨损率,充分发挥了Cu元素的减摩效果,但过量的Cu元素添加反而使涂层耐磨性能变差。

真空熔结镍基合金涂层性能的研究

为提高零件的表面性能,在真空炉中采用熔结镍基合金获得了连接牢固、高硬度的涂层。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、显微硬度等研究了真空熔结镍基合金涂层的微观组织、断口形貌等特征。结果表明,在真空烧结镍基合金N i60与45钢的界面处出现了薄而白亮的熔合带,该白亮带由镍元素溶入45钢基体形成,涂层的显微硬度最高为935HV,其断口呈韧窝的韧性断裂。

新型稀土镍铬合金涂层组织与性能研究

在Ni60A合金中添加适量的Cu、Mo、Nb和稀土钇(Y)元素,研制出一种新型稀土镍铬合金(NiCrY)粉体材料。利用SEM、EDS、XRD现代分析技术,对NiCrY合金喷焊涂层的形貌特征、微区成分和物相组成进行分析。结果表明:NiCrY合金涂层由Ni基固溶体基体和Cr23C6、CrB、Ni3B和Cr7C3等硬质相组成,并且组织中有新相MoB析出,硬质相呈细粒状均匀分布于基体上。通过对NiCrY合金喷焊层耐磨和耐蚀性的测定,发现NiCrY较Ni60A合金的耐磨性提高了1倍多,耐蚀性提高了数十倍。分析认为,由于Cu、Mo、Nb和Y的合金化作用,进一步提高了合金的耐磨耐蚀性。