(Cr, Fe)7C3颗粒原位自生的Fe3Al基金属陶瓷涂层磨损行为

作者：袁建鹏; 于月光; 沈婕

来源：有色金属工程, 2022, 12(10): 17-27.

• 耐磨性
• 涂层
• 摩擦系数
• 原位自生
• Cr7C3/Fe3Al
• 磨损机制

制备研究了一种以Fe3Al金属间化合物为基相，原位自生(Cr, Fe)7C3颗粒为陶瓷相的新型低成本金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能。通过投料成分的精准设计，采用真空冶金+堕气雾化的冶金方法直接制备了(Cr, Fe)7C3/Fe3Al新型复合粉末，获得碳化物原位自生于Fe3Al基相且呈弥散分布的(Cr, Fe)7C3/Fe3Al金属陶瓷涂层原料；采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备(Cr, Fe)7C3/Fe3Al涂层，并通过销-盘往复干摩擦磨损实验，研究了具有原位自生(Cr, Fe)7C3颗粒弥散强化的(Cr, Fe)7C3/Fe3Al金属陶瓷涂层在室温及400℃下的耐摩擦磨损性能。结果表明：(Cr, Fe)7C3/Fe3Al涂层的结合强度达到60.51 MPa,涂层硬度随温度升高衰减较慢，且在室温和400℃相应实验条件下的摩擦系数分别为0.772 2和0.563 4,均明显低于RuT350铸铁基体摩擦系数，400℃下其摩擦副的总磨损量仅为RuT350基体摩擦副总磨损量的50.4%,耐磨性优于Fe3Al涂层和NiCr-Mo-Cr3C2涂层。(Cr, Fe)7C3/Fe3Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe3Al黏结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象，促使(Cr, Fe)7C3/Fe3Al具有较高的高温硬度，并存在大量弥散分布的细小(Cr, Fe)7C3晶粒，不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。研制的(Cr, Fe)7C3/Fe3Al涂层新材料在400℃左右的中低温下具有优异的耐摩擦磨损性能，且原材料成本低，具有工业应用潜力。

• 单位
  东北大学