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热处理对铁基非晶合金涂层相组成及磨损性能的影响

樊自拴 , 潘继岗 , 孙冬柏 , 俞宏英 , 李辉勤 , 王旭东 , 孟惠民

材料热处理学报

采用超音速火焰喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了铁基非晶涂层,研究了500%~800℃不同温度热处理对涂层的相组成和摩擦磨损性能的影响.从涂层的显微硬度分析、相组成分析、晶粒大小分析、以及摩擦磨损试验分析表明:随着热处理温度升高涂层的相结构及性能发生变化,在600℃时,涂层中析出大量的纳米硬质相,涂层的显微硬度和耐磨损性能也随之大幅提高;涂层的显微硬度在600℃时达到最大,耐磨性能在750℃时最好.

关键词: 铁基非晶合金涂层 , 纳米晶 , 摩擦磨损 , 热处理

超音速火焰喷涂技术研究进展

樊自拴 , 孙冬柏 , 俞宏英 , 李辉勤 , 孟惠民 , 张济山 , 乔力杰

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2004.09.014

介绍了一种新型的超音速火焰喷涂技术--活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF),该工艺的喷涂过程对喷涂材料的氧化及热退化影响非常小,可以制备出极低氧化物含量和极高致密度的涂层,该涂层具有优越的耐磨损和耐腐蚀能力,同时其喷涂速度和沉积效率均优于传统超音速火焰喷涂(HVOF).

关键词: 超音速火焰喷涂 , 涂层 , 进展

两种Ni基喷涂层微观组织及性能的研究

马光 , 于艳爽 , 俞宏英 , 孙冬柏 , 樊自拴 , 孟惠民 , 王旭东

材料热处理学报

利用AC-HAVF喷涂技术在水轮机叶片材料0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备Ni67、Ni60/WC涂层,对两种涂层的微观组织及冲蚀磨损、空蚀性能进行研究.结果表明:涂层主要由Ni-Fe固溶体以及Cr0.19Fe0.7,Ni0.11,Cr26C3,CrB2等相组成,Ni60/WC涂层中还含有WC、M6C(Ni2 W4C或Fe3W3C)等硬质相;涂层与基体结合很好,两种涂层的孔隙率都很低,具有很高的结合强度和硬度;两种涂层的冲蚀磨损性能优异,磨损失重约为0Cr13Ni5Mo基体的20%,较基体有很大程度的提高,但耐空蚀性能较差,低于基体,耐空蚀性能有待提高.

关键词: AC-HVAF , Ni基涂层 , 微观结构 , 冲蚀性能 , 空蚀性能

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层的性能研究

潘继岗 , 樊自拴 , 孙冬柏 , 俞宏英 , 李辉勤 , 王旭东 , 孟惠民

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.09.014

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了Fe基非晶合金涂层,结果表明,采用超音速火焰喷涂工艺成功制备了一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层.涂层各个区域的组织均匀,孔隙率小,呈典型的层状分布;其孔隙率约为2.2%,具有很高的硬度,平均显微硬度为1065.0HV50.并且所获得的非晶合金涂层具有较高的热稳定性,在596.0℃以下使用,不会发生晶化过程.

关键词: 非晶合金涂层 , 显微硬度 , 孔隙率 , 超音速火焰喷涂 , 铁基涂层

等离子熔覆镍基复合涂层的组织及性能

刘胜林 , 孙冬柏 , 樊自拴 , 俞宏英 , 王旭东 , 孟惠民 , 李辉勤

稀有金属材料与工程

采用等离子熔覆工艺在不锈钢基材上熔覆镍基合金,获得了一定厚度的复合熔覆层.分析了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性及物相形貌和相结构等.结果表明:涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的WC颗粒;熔覆过程中WC颗粒发生部分溶解;涂层与基板为冶金结合;所得涂层具有较高硬度,涂层基体硬度6000 MPa,WC颗粒硬度达18 780 MPa;熔覆层的主要强化机制是WC颗粒的弥散强化和C,Cr及B等合金元素溶入γNi(Me)中产生的固溶强化.

关键词: 等离子熔覆 , 显微组织 , 显微硬度

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层组织及性能研究

马光 , 孙冬柏 , 樊自拴 , 王国刚 , 刘胜林 , 孟惠民 , 俞宏英

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.03.029

利用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层,研究了其微观组织及耐磨耐蚀性能.结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11,WC,M6C(Ni2W4C或Fe3W3C),Cr26C3,CrB2等相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为2.5%;WC,M6C,Cr26G3,CrB2等硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200~800 nm;涂层硬度分布不均匀,平均硬度为685HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/8.8,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/2;涂层的磨损机理以疲劳磨损为主,弥散分布的硬质相是涂层硬度以及耐磨性提高的主要因素.

关键词: AC-HVAF , Ni60/WC复合涂层 , 微观结构 , 耐磨性 , 耐蚀性

热喷涂与熔覆技术制备镍基涂层的空蚀性能

王国刚 , 孙冬柏 , 王勇 , 马光 , 樊自拴 , 俞宏英 , 孟惠民

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.06.025

利用热喷涂和等离子熔覆技术分别制备了镍基涂层,采用SEM、X射线衍射、显微硬度、失重分析法对空蚀前后的涂层进行了对比研究,并在旋转圆盘空蚀实验机上进行了空蚀实验.SEM结果表明,等离子熔覆涂层与基体结合为冶金结合,内部组织致密,缺陷少;热喷涂涂层由堆积的变形粒子组成,与基体多为机械结合,涂层具有层状叠加组织结构,其中孔隙较多.Ni基熔覆涂层表现出较好的耐空蚀性能,其失重量与对比不锈钢接近.X射线衍射分析空蚀后的熔覆涂层表面物相发生了变化,空蚀前后的熔覆涂层截面硬度表明,镍基涂层的在空蚀过程中出现了加工软化.热喷涂涂层由于内部结合力较低,特别容易被空蚀微射流或冲击波过程所破坏.

关键词: 空蚀 , 镍基涂层 , 超音速火焰喷涂 , 直弧等离子冶金熔覆

等离子熔覆镍基复合涂层的组织及性能

刘胜林 , 孙冬柏 , 樊自拴 , 俞宏英 , 王旭东 , 孟惠民 , 李辉勤

稀有金属材料与工程

采用等离子熔覆工艺在不锈钢基材上熔覆镍基合金,获得了一定厚度的复合熔覆层.分析了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性及物相形貌和相结构等.结果表明:涂层中镶嵌着大量与基体合金结合良好的WC颗粒;熔覆过程中WC颗粒发生部分溶解;涂层与基板为冶金结合;所得涂层具有较高硬度,涂层基体硬度6000 MPa,WC颗粒硬度达18 780 MPa;熔覆层的主要强化机制是WC颗粒的弥散强化和C,Cr及B等合金元素溶入γNi(Me)中产生的固溶强化.

关键词: 等离子熔覆 , 显微组织 , 显微硬度

新型热障涂层材料镁基六铝酸镧喷涂粉末的制备

齐峰 , 樊自拴 , 孙冬柏 , 孟惠民 , 俞宏英 , 王旭东 , 李辉勤

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.07.004

研究了新型热障涂层材料镁基六铝酸镧(LaMgAl11O19),并制备了可应用于大气等离子喷涂的镁基六铝酸镧喷涂粉末.用差热分析技术研究了镁基六铝酸镧的生成温度,用XRD分析了不同温度下反应产物的相结构,用SEM观察了烧结前后喷雾干燥粉末的形貌,并对镁基六铝酸镧粉末进行了1300℃下50h的时效实验.结果表明:混合粉末中LaM-gAl11O19相的生成量取决于保温温度和保温时间两方面;LaMgAl11O19相的实际开始生成温度在1200~1300℃之间,结束生成温度在1553.5℃;随着保温温度的升高,LaMgAl11O19相的生成效率有所提高;在1570℃保温2h,可得单一相成分的近球形镁基六铝酸镧喷涂粉末;镁基六铝酸镧收缩率约为2.8%,经过时效处理的粉末中LaMgAl11O19相的峰值显示了比没有经过时效处理的粉末更高的强度.

关键词: 热障涂层 , 六铝酸镧 , 差热分析 , 喷涂粉末

Al2O3纳米粒子增强锌铝基耐蚀涂层的制备及性能研究

王旭东 , 周伟峰 , 孙冬柏 , 孟惠民 , 俞宏英 , 李辉勤 , 樊自拴

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2006.08.002

为解决锌铝基耐蚀涂层在高速、强摩擦等特殊服役条件下的使用问题,将Al2O3纳米粒子添加到锌铝基耐蚀涂层中进行改性,以提高涂层的硬度和耐蚀性.研究了Al2O3纳米粒子及其添加量对涂层硬度、摩擦系数、附着强度、耐冲击性能和耐腐蚀性能的影响,并对涂层的微观组织和成分进行了分析.结果表明,添加Al2O3纳米粒子可显著提高锌铝基耐蚀涂层的硬度和耐蚀性能,降低摩擦系数,且对涂层的附着强度和耐冲击性能无负面影响.Al2O3纳米粒子在涂层中的均匀分散是获得涂层优异综合性能的必要条件.

关键词: 锌铝基耐蚀涂层 , Al2O3纳米粒子 , 硬度 , 耐蚀性

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