Inconel 600合金气体渗硼制备硬质陶瓷层的纳米力学性能和断裂韧性（英文）

作者：N.MAKUCH^*

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2020, 30(02): 428-448.

• 气体渗硼
• 硼化层
• 硬度
• 弹性模量
• 断裂韧性

采用气体渗硼法在Inconel600合金表面于N2-H2-BCl3气氛中制备陶瓷涂层。在920℃和2 h条件下所得涂层的显微组织中含有硼化铬和硼化镍混合物。研究硼化层的化学成分和相组成对其力学性能的影响。采用Berkovich金刚石针在载荷为50m N的条件下进行纳米压痕测试。结果表明,渗硼层具有较高的纳米压痕硬度(HIT:1542.6 HV～2228.7 HV)和弹性模量(EIT:226.9～296.4 GPa)。HIT和EIT值增大是由于渗硼混合物层中硼化铬的比例较高。采用维氏微压痕技术测定在0.98N载荷下的断裂韧性KC。结果显示,表面法向高压应力的存在导致渗硼层在断裂韧性方面具有很强的各向异性,所得最低断裂韧性值(0.5763MPa·m1/2)和最高断裂韧性值(4.5794MPa·m1/2)之间存在较大差异。造成这种情况的原因是测试区域的化学成分、相组成、孔隙度和残余应力存在差异。一般来说,铬含量较低的区域断裂韧性KC值较大。