超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层的结构及冲蚀磨损机理

表面技术 , 2016, 45(9): 32-37. doi: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.005

超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层的结构及冲蚀磨损机理

杨秀从 ^1, , 李国禄 ^2, , 王海斗 ^3, , 康嘉杰 ^4, , 林丽 ^5,

1.河北工业大学材料科学与工程学院,天津300130;装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072

2.河北工业大学材料科学与工程学院,天津,300130

3.装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京,100072

4.中国地质大学工程技术学院,北京,100083

5.河北工业大学材料科学与工程学院,天津300130;装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072

基金项目: 国家973计划(2011CB013405) 国家自然科学基金(51275151) 河北省自然科学基金(E2016202325)Supported by the National Science Foundation of China(51275151),973 Project (2011CB013405) and Distinguished Young Scholars of NSFC(51125023) 国家杰出青年科学基金(51125023)

关键词：超音速等离子喷涂 , NiCr-Cr3C2涂层 , 力学性能 , 冲蚀磨损 , 微观结构

Microstructure and Erosion Wear of Supersonic Plasma Sprayed NiCr-Cr3C2 Coatings

Keywords： supersonic plasma spraying , NiCr-Cr3C2 coatings , mechanical property , erosion , microstructure

目的改善流体机械部件的耐冲蚀磨损性能.方法采用超音速等离子喷涂(Supersonic Plasma Spraying)系统制备NiCr-Cr3C2涂层,通过X射线衍射仪(XRD)分析了喷涂粉末和涂层的物相结构.采用扫描电子显微镜(SEM)及配套的能谱分析仪(EDS)观察和分析了涂层的微观形貌及化学成分.采用透射电子显微镜(TEM)从超微观角度分析了涂层的晶粒结构.采用Image J2x孔隙率计算软件测定了涂层的孔隙率.采用显微硬度仪、纳米压痕仪及万能拉伸试验机分别测定了涂层的显微硬度、弹性模量和结合强度.采用动载磨料试验机进行了冲蚀试验,冲蚀角度为90°,砂浆比为5∶8,冲蚀时间为3h.结果获得的超音速等离子喷涂NiCr-Cr3C2涂层主要含有NiCr、Cr3C2、Cr7C3等物相,至少含有单晶、纳米晶、过渡区三个区域.涂层的显微硬度值为911HV0.3,约为基体的3倍,孔隙率为1.4％,结合强度为66 MPa,弹性模量为215.3 GPa.在90°攻角下,涂层的冲蚀磨损失效以疲劳剥落磨损为主.结论用超音速等离子喷涂系统在基体表面制备的NiCr-Cr3C2涂层具有较好的耐冲蚀磨损性能.

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