2Cr13不锈钢表面电火花强化及磨损和冲蚀行为研究

采用电火花表面沉积(ESD)技术,选用YG-8硬质合金和石墨两种电极,对2Cr13不锈钢进行表面强化处理。研究了强化层深度的影响因素,采用辉光放电谱仪(GDS)测试强化层元素分布,用X射线衍射仪(XRD)分析组织结构,用球盘磨损试验机评价耐磨性能,用喷砂型冲蚀装置评价冲蚀性能。结果表明:强化层与基体为冶金结合,其深度随电源电压增加而增大,Ar气保护能有效地降低强化层中N、O含量。石墨电极强化层存在大量的Fe3C、奥氏体和少量石墨;硬质合金电极强化层存在大量的W2C、Co6W6C和WC1-x。经YG-8和C电极强化后,2Cr13不锈钢表面的硬度大幅度提高,摩擦系数明显降低,粘着磨损得到有效的控制,耐磨性能得到显著的改善。在10°小冲蚀角条件下,强化层明显提高了基体的抗石英砂冲蚀性能,而90°垂直冲蚀时,强化层的抗冲蚀性能却不及基体,原因是强化层韧性不及基材。

小能量多冲法对物理气相沉积膜层机械性能的评价

利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiA lN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的影响规律;比较了膜层在承受动态多冲与静态压入载荷条件下失效行为的异同;分析了膜层在小能量多冲条件下的失效机制。结果表明:小能量多冲法能够很好地模拟膜层承受动态冲击载荷的服役工况。该方法既可以用于评价硬质陶瓷膜层的机械性能,也可用于合金膜层的力学性能表征;冲击力比冲击周次对膜层多冲失效行为的影响更为显著;四棱锥冲头较球型冲头更易于造成膜层的剥落失效,因而更有利于评价膜层的结合强度;承载能力高的基材有利于提高膜层的多冲抗力;膜层在四棱锥冲头多冲条件下主要发生膜基结合型破坏,而在静载压入条件下的失效则以开裂为主,反映了膜层的韧性及内聚强度。