高速电弧喷涂层的弹性模量

介绍了利用复合梁理论测量高速电弧喷涂层弹性模量的方法。通过三点弯曲试验,对高速电弧喷涂FeCrAl层和NiCr层的弹性模量进行了测量,分析认为涂层的固有特性是造成涂层弹性模量远远小于所用丝材的原因。这是因为涂层中气孔等缺陷的存在导致涂层实际体积小于涂层的宏观体积。此外,由于FeCrAl涂层的孔隙率和晶粒尺寸比NiCr层大,故其弹性模量小于NiCr层的弹性模量。

用HVAF+PVD 复合技术替代镀铬技术处理钛合金表面的研究

采用空气超音速喷涂(HVAF)和物理气相沉积(PVD)技术依次在TC2钛合金表面制备了WC–20Cr3C2–7.5Ni和CrN复合涂层。与镀铬层相比,复合涂层未出现纵向裂纹,结合强度分布在64~76 MPa之间,高于镀铬层的12~20 MPa,表面硬度和截面硬度分别是镀铬层的2.22倍和1.65倍。100 N的高载荷条件下,复合涂层的磨损质量损失仅为镀铬层的2%。

搪瓷封孔处理对45CT涂层热腐蚀行为的影响

采用超音速电弧喷涂在Super304H不锈钢表面制备了45CT涂层,然后用含SiO2和硅酸盐的搪瓷粉对其进行封孔,研究了有无封孔的涂层表面涂覆75%(质量分数)Na2SO4+25%(质量分数)NaCl盐膜后在700°C下的热腐蚀行为。通过X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了高温腐蚀产物的成分、结构和形貌。结果发现45CT涂层在腐蚀过程中出现明显质量损失,表面生成了以富铁氧化物为外层,富铬氧化物为内层的双层氧化膜,腐蚀产物剥落严重。涂层/基体界面有明显裂纹,基体一侧发生了晶间腐蚀。搪瓷封孔层具有较高的热稳定性和较低的腐蚀速率,因此在熔盐中仅发生了轻微溶解,有效地提高了45CT涂层的抗热腐蚀性。

多弧离子镀TiCrAlCN薄膜及其微观结构与摩擦学性能研究

采用工业化多弧离子镀设备在4Cr5MoSiV1钢表面制备TiCrAlCN硬质薄膜,以便改善其力学和摩擦学性能。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验仪对不同工艺条件下所得TiCrAlCN薄膜的微观形貌、微观结构、力学性能和耐磨性进行分析与测试。结果表明:TiCrAlCN薄膜为纳米晶(TiAl)(CN)固溶体,含少量Cr2N。高碳含量的TiCrAlCN薄膜还含非晶C相、且晶粒细小,具有(111)晶面取向,表现出高硬度和优异的耐磨减摩特性。

多弧离子镀TiCrSiCN硬质薄膜的微观结构与摩擦学性能

采用工业型多弧离子镀设备在4Cr5MoSiV1工业钢表面沉积TiCrSiCN硬质薄膜.借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、显微硬度计、划痕仪和摩擦磨损仪分析了TiCrSiCN薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能.结果表明,TiCrSiCN薄膜为纳米晶和非晶的复合结构,其中的Ti(CN)和CrN纳米晶可显著提高硬度和耐磨性,而非晶相Si3N4与C起到减摩作用.高Cr和C含量的薄膜硬度高,与基材的结合力强,干滑动摩擦因数、干滑动磨损率和微磨料磨损率都明显降低,耐磨减摩效果好.

热力耦合对电弧离子镀NiCoCrAlYHf涂层/镍基单晶高温合金界面组织结构的影响

高温合金在高温服役时会受到温度和应力的共同作用,其界面组织结构的变化必然与单一热场下不同。采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金表面制备NiCoCrAlYHf涂层,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等方法研究了涂层与基体在不同温度、时间及应力的条件下由元素互扩散所引起的微观结构演变与各成分的分布。结果表明:在无加载的情况下,NiCoCrAlYHf涂层与单晶高温合金的界面在1050、1100及1150℃下均发生明显的元素互扩散现象,且随着热暴露温度的升高和时间的延长,互扩散区(IDZ)宽度增大;界面处的扩散元素以Al、Ni、Cr和Co为主,Al、Ni由基体向涂层扩散,Cr、Co由涂层向基体扩散,导致基体γ/γ′相失稳而析出拓扑密堆积相(TCP)。NiCoCrAlYHf涂层与单晶高温合金基体在热力耦合作用下具有与上述相似的元素互扩散现象,但应力抑制了界面元素的互扩散行为,互扩散区宽度明显减小,且不受实验范围内载荷大小(50、71和100 MPa)的影响。另外,应力场不会改变TCP相的形貌和成分富集,单一热暴露试样和热力耦合作用试样在互扩散区、二次反应区(SRZ)析出的块状及针状TCP相均为碳化钽和P相析出物。

NiCrN涂层相成分调控及腐蚀磨损机理

采用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体上沉积NiCrN涂层,通过改变N2流量来调控涂层的相成分,并研究其对腐蚀磨损性能的影响规律。研究表明:随着N2流量的增加,CrN相含量增加,金属Ni、Cr相含量相对降低,并导致涂层的硬度由530 HV逐渐升高至710 HV。涂层的腐蚀电位随着CrN相含量增加而逐渐正移,腐蚀电流密度基本维持在同一数量级。在腐蚀磨损的中后期,涂层的失效形式以点蚀为主。随着涂层中CrN相含量增加,涂层的耐点蚀性能变差。最后,详细讨论了涂层的腐蚀磨损机理。