铸钢轧辊亚微米WC-15Co电火花沉积涂层的高温性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-15Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究沉积层在500℃的高温耐磨性和800℃高温氧化100 h后的氧化膜形貌、组织结构和高温抗氧化性能。结果表明:沉积层厚度约为30μm。500℃高温条件下,沉积层的耐磨性比基体的耐磨性提高2.7倍,沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用;800℃高温条件下,沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10~30μm,氧化膜主要由FeFe_2O_4、W_(20)O_(58)和CFe_(2.5)物相组成,沉积层的抗氧化性能比基体的提高3.6倍。细小弥散分布的硬质相和致密的氧化膜极大提高沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能。     

铸钢轧辊亚微米WC-4Co电火花沉积涂层高温性能

用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM和XRD等技术研究了沉积层在300 ℃的高温耐磨性和800 ℃高温氧化100 h后氧化膜形貌、组织结构和高温抗氧化性能.结果表明,沉积层厚度为20～30 μm,沉积层由Fe3W3C,Co3W3C,Si2W和W2C等物相组成.300 ℃高温条件下沉积层的耐磨性比基体提高了3.4倍,300 ℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用.800 ℃高温条件下沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10～20 μm;氧化膜主要由Fe3O4,Fe2O3,W20O58和Si物相组成;800 ℃高温下沉积层抗氧化性能比基体的抗氧化性能提高了2.6倍.细小弥散分布的硬质相提高了沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能.     

铸钢表面电火花沉积层摩擦磨损性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层的物相、微观组织结构、元素分布、显微硬度及室温高温耐磨性能及磨损机理。结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层出现一些柱状晶和树枝状晶组织结构,沉积层中细小的Fe3W3C和Co3W3C等硬质相颗粒弥散分布于Fe2C基体上。沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV;室温下沉积层的耐磨性和300℃高温条件下沉积的耐磨性分别比同样条件下铸钢材料的磨损性能提高了2.5倍和3.4倍;不论室温还是300℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素。     

球墨铸铁轧辊电火花沉积层组织结构和性能

采用电火花沉积方法将YG8电极材料沉积在球墨铸铁轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明:沉积层主要由Fe_3W_3C、Co_3W_3C、W_2C和Fe_7W_6等相组成,沉积层与基体呈冶金结合,Fe_7W_6、W_2C等硬质相弥散分布于沉积层中,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度分布不均匀,平均硬度为1759 HV0.3;沉积层具有优异的耐磨性,其磨损性能是基体的3.7倍;沉积层的磨损机理以粘着磨损和疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度以及耐磨性提高的主要因素.     

电火花沉积与激光熔覆复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆工艺和电火花沉积工艺在Q235钢上熔覆铁基合金粉末和WC陶瓷硬质合金,形成复合涂层.采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对复合涂层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析.结果表明:复合涂层主要是由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W、W2C和(Fe0.51Mn0.46 Ni0.03)6C等相组成;复合涂层与基体呈冶金结合,复合涂层中电火花区域中细小的硬质相弥散分布于沉积层中;复合涂层的厚度为140～160 μm,其中电火花沉积区域约为40μm,激光熔覆工艺的涂层厚度为100～120 μm;电火花沉积层的硬度最高可达1262.9 HV,平均硬度为1151.6 HV,电火花沉积区域与激光熔覆区域之间的过渡区域的显微硬度为884.8 HV,激光熔覆区域的显微硬度平均值为578.3 HV;复合涂层的耐磨性较基体耐磨性提高2.3倍,强化层的磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损.     

GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢的高温氧化性能研究

采用不连续恒温氧化增重法研究了GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢在不同温度和氧化时间条件下的抗高温氧化性能。结果表明,其氧化动力学曲线遵循抛物线规律。试样在700℃、900℃、1100℃下氧化100h后,其氧化增重分别为0.143mg/cm~2、0.323mg/cm~2和0.813mg/cm~2;表面氧化程度随着氧化温度的增加逐渐增大;氧化膜的主要物相分别为NiO、Fe_(0.98)O、Cr_2O_3和Fe_(0.64)Ni_(0.36)奥氏体相,Fe_2O_3、Fe_3O_4、Cr_2O_3和尖晶石结构(FeCr_2O_4、NiCr_2O_4),以及Fe_2O_3、FeO、Cr_2O_3和尖晶石结构。生成的Cr_2O_3和尖晶石结构等产物使材料具有良好的高温抗氧化性能。     

310S奥氏体不锈钢丝高温氧化行为

利用静态增重法研究了310S奥氏体不锈钢丝在700、800、900、1000℃下的氧化特性,采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射仪对该材料表面的高温氧化膜形貌及物相进行了分析。结果表明:310S奥氏体不锈钢丝在1000℃下抗氧化,且氧化动力学曲线遵循抛物线规律;氧化膜主要由铁的氧化物(Fe_2O_3、Fe_3O_4)、铬的氧化物(Cr_2O_3)和具有尖晶石结构的Ni Cr_2O_4、Fe Cr_2O_4组成。     

典型耐热镍基合金抗高温氧化行为研究

通过高温循环氧化实验,研究了3种镍基合金在1095和1150℃的高温抗氧化行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了氧化膜表面形貌、氧化膜厚度及成分。结果表明:BSTMUF601合金的抗氧化性能优于Inconel601合金和Incoloy800H合金,Incoloy800H合金抗氧化性能最差。1095℃下合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律,1150℃下Incoloy800H合金抗氧化性显著降低,试样氧化极为严重,温度低于1150℃时合金均体现出良好的抗高温氧化能力。BSTMUF601和Inconel601合金氧化后表面生成一层致密的氧化膜,经分析主要是Cr和Al的氧化物,且氧化膜外层以Cr的氧化物为主,氧化膜厚度接近50μm,Incoloy800H合金表面氧化层中以Fe的不同结构氧化产物为主。     

H13钢表面电火花沉积Nb涂层组织与性能研究

目的提高H13钢表面的力学性能和耐蚀性,延长模具的使用寿命。方法用Nb棒作为电极,氩气作为保护气体,通过电火花沉积技术在H13钢表面制备Nb沉积层。利用扫描电子显微镜分析沉积层的表面形貌、显微结构及磨痕形貌,利用X射线衍射仪分析沉积层的相组成,利用能谱仪分析沉积层的元素分布,采用显微硬度计和磨损试验机测试沉积层的显微硬度和耐磨性,采用电化学工作站对沉积层进行耐蚀性测试。结果 Nb电火花沉积层表面呈橘皮状,具有一定的粗糙度,主要由Fe_2Nb和Fe_(0.2)Nb_(0.8)等相组成。沉积层截面组织连续、致密,无明显缺陷,强化层内存在大量的微晶组织和非晶组织。Nb涂层与基体发生了元素的相互扩散和冶金结合的过程。沉积层显微硬度高达642HV,为基体的3.2倍。在同等磨损条件下,Nb沉积层磨损失重约为基体的1/3,磨痕较浅。沉积层在3.5%NaCl溶液中的电化学自腐蚀电位比基体提高了113 mV,自腐蚀电流密度显著降低。结论在H13钢表面电火花沉积Nb涂层,可有效提高其表面的显微硬度、耐磨性和耐蚀性,从而延长模具的使用寿命。     

TiB2掺杂对316L不锈钢厚膜电阻抗氧化性能的影响

目的厚膜电阻在电热膜方面的应用越来越广,而对于多孔陶瓷基体表面的厚膜电阻抗氧化性能的研究尚不多见。方法通过恒温氧化实验研究了TiB_2掺杂对不锈钢厚膜电阻在400、500、600、700℃下抗氧化性能的影响,采用XRD、SEM和EDS等方法分析了未掺杂及TiB_2掺杂两种厚膜电阻的相组成和显微组织。结果两种厚膜电阻的氧化动力学曲线均符合类抛物线模型,即(Δw)n=kt。在400℃下,两种厚膜电阻的指数n均为4,掺杂TiB_2电阻膜的氧化速率常数K1为1955.8 g4/(m8·h),而未掺杂TiB_2电阻膜的氧化速率常数K2为4694.9 g4/(m8·h),这是由于掺杂TiB_2厚膜电阻的致密度较高,使得厚膜电阻的抗氧化性能得以提高。高于500℃时,两种厚膜电阻的指数n均为2,掺杂TiB_2厚膜电阻的氧化速率常数大于未掺杂厚膜电阻。这是由于TiB_2氧化致使膜层内部出现间隙,膜层内部氧化严重(氧化产物主要为TiO_2、B_2O_3、Fe_2O_3以及(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_2O_3),厚膜电阻抗氧化性能降低。结论不锈钢厚膜电阻中掺杂TiB_2可在400℃下提高膜层的抗氧化性能,而在500℃以上的高温环境下却有损于膜层的抗氧化性能。     

轧辊表面电火花沉积涂层的耐磨性

采用电火花沉积工艺,用WC陶瓷硬质合金在铸钢轧辊表面制备了一层合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等对沉积层的相结构、显微组织、显微硬度及耐磨性能进行了分析。结果表明:沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、W2C、Si2W等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,细小的硬质相弥散分布于沉积层中;沉积层的平均硬度为1915 HV0.3,约是基体硬度(352 HV0.3)的5.4倍;其室温耐磨性能比基体提高了2.1倍,高温耐磨性能比基体提高了1.9倍。室温下沉积层的主要磨损机理为磨粒磨损;高温下沉积层的主要磨损机理为粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损。     

烧结温度对SiC增强铝基复合材料组织和性能的影响

SiC/ZL109复合材料中增强体SiC分别在不同的氧化温度(800、900、1 000、1 100℃)下高温氧化5 h,并通过搅拌铸造法制备复合材料。结果表明,SiC氧化温度在800℃时,SiC颗粒氧化层基本形成;在800℃以上,SiC颗粒被氧化层全部覆盖。在800~1 100℃,Si O2层厚度的变化范围在0.096~0.542 5μm,其中在1 000℃时,SiC增厚0.383μm。在1 000℃氧化5 h条件下,SiC/ZL109复合材料的界面存在MgAl_2O_4相,但无脆性相Al_4C_3存在,这有利于界面结合,且此条件下材料的密度最大,孔隙率和磨损率最小。     

AlCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金的高温氧化行为

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼法制备AlCoCrFeNiTi_(0.5)多主元高熵合金,研究合金在800、900、1000和1100℃下的高温氧化行为,采用XRD,SEM及EDS对氧化膜的成分及形貌进行了分析,探索了合金的氧化机制。结果表明,合金的氧化动力学曲线在800和900℃时近似遵循六次方抛物线规律,在1000和1100℃时近似遵循四次方抛物线规律。合金具有优异的抗氧化性,在800、900和1100℃下为抗氧化级别,而在1000℃下为完全抗氧化级别。合金的氧化主要发生在枝晶间和共晶区,呈岛状团聚堆叠生长,1100℃氧化时该区域的氧化物发生明显剥落,氧化产物主要是TiO_2、Fe_2TiO_5和FeCr_2O_4等;而枝晶相的氧化产物较单一,1000℃及以下温度氧化时为弥散分布的Al_2O_3颗粒,1100℃氧化时为致密的Al_2O_3氧化层。高温氧化后,合金基体相结构稳定,未出现软化现象。     

球磨时间对304不锈钢表面Al-Al_2O_3-ZrO_2涂层的影响

采用机械合金化在304不锈钢表面成功制得Al-Al_2O_3-ZrO2-Y_2O_3复合涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了复合涂层的显微形貌和组织结构,并观察厚度变化;通过摩擦磨损试验和高温氧化试验测试涂层的耐磨性及抗高温氧化性。结果表明,涂层厚度随着时间的延长先增大后减小;当球磨时间为8h时,涂层最为致密,平均厚度约为200μm;球磨8h比球磨5h后的涂层摩擦因数明显减小,平均值为0.148;Al-Al_2O_3-ZrO2-Y_2O_3复合涂层具有良好的抗高温氧化性能。     

铸钢轧辊电火花沉积WC-4Co涂层组织和性能分析

采用新型电火花沉积设备,把陶瓷WC-4Co电极材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了WC-4Co沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能.结果表明,沉积层主要由Fe3W3C,Co3W3C,Fe和SiC等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层组织主要是柱状晶结构组织;Fe3W3C和Co3W3C等硬质相弥散分布于沉积层Fe基体上,部分区域硬质相达到了纳米颗粒尺寸;沉积层硬度的平均硬度为1617.2HV;沉积层较铸钢轧辊的磨损性能提高了2.1倍,沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.     

微观组织结构对TiAl合金高温氧化行为的影响

通过分析不同微观组织TiAl合金在850℃下的恒温氧化行为,揭示了不同微观组织TiAl合金的高温氧化机制。研究表明,近γ组织和双态组织TiAl合金表现出优异的高温抗氧化性,850℃恒温氧化100h后,样品表面氧化膜厚度分别为13.78、12.81μm,而全片层组织TiAl合金在同等条件下的氧化膜厚度为19.06μm。经850℃氧化100 h后,不同微观组织TiAl合金表面均形成了不具有保护作用的TiO_2/Al_2O_3混合氧化层。全片层组织TiAl合金高温抗氧化性不足的主要原因是基体中存在过多的原子扩散通道（片层晶界和板条相界）,导致大量的氧进入基体发生氧化反应,而近γ组织和双态组织中原子扩散通道明显减少,且存在大量抗氧化性能优异的γ晶粒,显著降低了氧扩散与氧化速率,从而提高了TiAl合金的高温抗氧化性能。     

铸钢0Cr13Ni5Mo表面电火花沉积YG8涂层的组织和性能

采用新型电火花设备在铸钢表面制备了YG8涂层,采用SEM、XRD技术研究其微观组织和耐磨性能。结果表明:沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、Fe3Mo3C、WC1 x和Fe7W6C等相组成;沉积层与基体冶金结合,细晶碳化物相弥散分布在沉积层中,能提高沉积层的硬度,平均硬度为1 896.8HV,比基体硬度提高了5倍;沉积层磨损性能是基体的3.4倍,沉积层磨损机理主要是粘着磨损、颗粒磨损和氧化磨损的综合作用;沉积时骤热骤冷过程中形成的细晶粒硬质相是提高沉积层硬度和耐磨性的主要因素。     

含铁铜基陶瓷复合材料高温氧化行为与耐磨性研究

在25,250,350和450℃高温摩擦磨损实验条件下,对两种不同铁含量的Cu基摩擦材料进行高温氧化行为及耐磨性研究。结果表明:Fe在Cu基体中的尺寸、分布影响Cu基摩擦材料的高温抗氧化性和耐磨性,随实验温度升高,Cu基摩擦材料试样中Cu氧化产物为Cu2O,Fe从Fe2O3转变为Fe3O4,金属氧化膜厚度逐渐增加;Fe以小尺寸、均匀分布于Cu基体时,更有利于提高Cu基体整体的抗氧化性能,在350~450℃可形成稳定的氧化膜降低粘着磨损,展现出了较好的高温耐磨性能;而Fe以较大尺寸分布在Cu基体中时,则使Cu基体出现氧化不均匀现象,不利于高温耐磨性能的提高。     

等离子熔敷MoSi_2+TiC/γ-(Ni,Fe)复合涂层显微组织及其抗高温氧化性能

以Ni-Mo-Si-C-Ti混合粉末为原料,利用等离子熔敷技术在Q235基材表面原位合成了以MoSi_2和TiC为增强相,以γ-(Ni,Fe)为主要基体相的耐磨抗高温氧化复合涂层。利用XRD、OM、SEM、EDS分析了涂层及氧化膜的显微结构和相组成,测试了涂层在1000℃恒温氧化条件下的抗氧化性能。结果表明:涂层组织致密、细小,具有快速凝固显微组织特征,与基材呈良好的冶金结合;涂层显微组织为不规则块状初生相MoSi_2和颗粒状TiC金属陶瓷初生相弥散分布于强韧性良好的γ-(Ni,Fe)过饱和固溶体基体上;涂层氧化膜主要组成相为SiO_2、TiO_2和少量Fe_2O_3,氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,复合涂层具有良好的抗高温氧化性能。     

VM12-SHC与T92耐热钢在带压蒸汽中的抗氧化行为比较

对VM12-SHC和T92马氏体耐热钢在650℃/7 MPa及630℃/7 MPa带压蒸汽参数下进行了200、500、800、1300、2000 h抗蒸汽氧化对比试验。试样氧化增量采用电子天平测量,氧化膜厚度采用光学显微镜观察,氧化试样表面和横截面形貌采用扫描电镜(SEM)观察,微区成分和氧化物结构分别采用EDS能谱和X射线衍射(XRD)分析。试验结果表明,VM12-SHC的高温抗蒸汽氧化性能优于T92钢,650℃/2000 h和630℃/2000 h氧化速率仅分别为T92钢的65%和72%左右。随着温度升高和时间增加,VM12-SHC和T92钢在带压蒸汽中生成的氧化膜增加,氧化增量基本遵循抛物线氧化规律;氧化膜分为内外两层,外层氧化物为Fe_3O_4,内层氧化物为Fe Cr_2O_4。