粉末包埋法制备NbC涂层在不同钢基体上的生长动力学和摩擦性能（英文）

作者：冉雪林; 张进^*; 王伟; 巩秀芳; 涂叶鹏; 郭孟鑫; 李松霞

来源：稀有金属材料与工程, 2022, 51(11): 3964-3973.

• 粉末包埋法
• NbC涂层
• 不同基体
• 生长动力学
• 摩擦

采用粉末包埋法，以铁铌粉、氯化铵和氧化铝为主要原料，在不同温度（1123～1273 K）、不同处理时长（1～4 h）下分别研究了Nb C涂层在40Cr和45钢上的生长动力学过程及摩擦磨损性能。结果表明：涂层结构致密且与基体界面结合良好，主要由Nb C相组成。在40Cr和45钢基体上，涂层厚度分别为1.703±0.285～8.457±0.240和1.987±0.355～9.247±0.275μm。生长动力学研究表明，涂层生长受扩散过程控制，厚度与时间呈抛物线变化关系；在40Cr和45钢基体上，Nb C相生长过程的活化能分别为113.80和102.76 k J/mol。在1273 K下保温4 h,Nb C涂层的硬度可达21 560 MPa以上，为钢基体硬度的5.49～8.06倍。以GCr15钢球作为对磨材料，测得40Cr/Nb C和45钢/Nb C材料的平均摩擦系数分别为0.393和0.342，而基体的平均摩擦系数为Nb C涂层的1.3～1.6倍。Nb C涂层的体积磨损率约为钢基体的34.9%～37.5%，表明Nb C涂层具有优异的耐磨减磨性能，其摩擦磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。

• 单位
  材料学院; 西南石油大学; 东方汽轮机有限公司