NiCrWMoCuCBFe涂层的制备及其力学性能研究

作者：王怡静; 郝恩康; 赵晓琴; 安宇龙; 周惠娣^*

来源：表面技术, 2019, 48(09): 185-203.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.09.020

• NiCrWMoCuCBFe涂层
• 超音速火焰喷涂
• 微观结构
• 力学性能
• 结合强度
• 三点弯曲试验

目的探究Ni Cr WMoCuCBFe涂层的微观组织结构、物相组成及其力学性能。方法通过霍尔流速计表征了喷涂粉末的流动性和松装密度,采用超音速火焰喷涂在316L不锈钢表面制备了Ni Cr WMoCuCBFe涂层,利用SEM、EDS分别对喷涂粉末的形貌、涂层的组织结构以及粉末和涂层中的元素组成进行了表征,采用XRD、Raman分析了涂层中的物相,使用显微硬度计及万能材料试验机考察涂层的硬度、结合强度和抗弯强度,并分析了涂层的断裂失效机理。结果 NiCrWMoCuCBFe喷涂粉末具有良好的流动性,在喷涂过程中没有发生严重的氧化现象。通过超音速火焰喷涂制备的Ni Cr WMoCuCBFe涂层具有致密的层状组织结构,其物相主要是Ni基固溶体,但是也出现了少量的NiO和Cr2O3。此外,涂层的截面硬度与表面硬度相当,约为600HV300 g,且涂层与316L不锈钢的结合强度较高,大于70 MPa。三点弯曲试验中,持续加载至载荷为1800 N,应变为(4.81±0.3)%时,涂层达到强度极限,产生明显的塑性变形;而当载荷仍然保持1800N,应变继续增加达到(11.43±0.03)%时,涂层与316L不锈钢基材的结合界面彻底开裂失效,此时涂层内部同时具有横向裂纹和纵向裂纹,样品的抗弯强度约为(1.87±0.02)GPa。结论超音速火焰技术制备出的Ni Cr WMoCuCBFe涂层具有良好的致密性及优异的力学性能。

• 单位
  中国科学院兰州化学物理研究所; 固体润滑国家重点实验室; 中国科学院大学