离子辅助电弧沉积ZrN梯度涂层抗固体粒子冲蚀行为研究

航空材料学报, 2010, 30(4): 31-37. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2010.4.007

离子辅助电弧沉积ZrN梯度涂层抗固体粒子冲蚀行为研究

刘道新 ^1, , 奚运涛 ^2, , 韩栋 ^3, , 张晓化 ^4,

1.西北工业大学,腐蚀与防护研究室,西安,710072

2.西北工业大学,腐蚀与防护研究室,西安,710072;中国石油长庆油田分公司,油气工艺研究院,西安,710021

3.西北工业大学,腐蚀与防护研究室,西安,710072

4.西北工业大学,腐蚀与防护研究室,西安,710072

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50671085) 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2007AA03Z521)

关键词： ZrN梯度涂层 , 固体粒子冲蚀 , 离子氮化 , 2Cr13不锈钢

Study on Solid Particle Erosion Behaviors of ZrN Gradient Coatings Prepared by Ion Assisting Arc Deposition

为有效提高2Cr13不锈钢表面大攻角固体粒子冲蚀(SPE)抗力,利用离子辅助电弧沉积技术在氮化预处理的2Cr13钢表面制备了不同结构、不同厚度的ZrN梯度涂层,研究了涂层结构和厚度对膜基结合强度、涂层显微硬度、韧性、动静态承载能力以及抗固体粒子冲蚀行为的影响.结果表明:将合理结构的ZrN梯度涂层与离子氮化有机复合,能够获得承载能力高、界面应力应变协调性好、结合强度高、强韧性配合合理,抗多冲疲劳和抗塑性流变性能优的复合改性层,其90°大攻角SPE抗力显著高于2Cr13不锈钢基材.ZrN梯度涂层的SPE抗力同时与涂层厚度密切相关,当ZrN梯度涂层较薄时,其协调变形能力及承载能力较低,在冲击载荷作用下容易出现脱层失效,因而SPE抗力较低;当ZrN梯度涂层太厚时,涂层韧性和内聚强度降低,内部残余应力较大,受外界冲击载荷作用时容易出现局部脱层,因此SPE抗力亦不高.

参考文献

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