金浩
,
李德元
,
卢旭东
,
郭策安
,
王新
,
陈勇
,
张罡
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.20.012
采用磁控共溅射工艺在火炮身管PCrNi3Mo钢材料表面沉积了(Cr0.5 Al0.5)1-xVxN(x=0%~10.6%,原子分数)涂层。利用电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的组成、微观形貌与相结构进行了表征,研究了V含量对涂层微观结构和形貌的影响。结果表明V的加入使得涂层中出现了CrVN新晶相,且随着V含量的增加CrVN特征峰越来越明显,晶粒簇尺寸减小,V元素起到了一定的细化晶粒簇作用。利用纳米压痕仪及摩擦试验机对涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数进行了测试,研究了 V 含量对(Cr0.5 Al0.5)1-x Vx N涂层性能的影响。结果表明V含量在7.2%时涂层硬度和弹性模量达到最大值,分别为21.36 GPa和297.8 GPa；随着V含量的增加,涂层的摩擦系数逐渐减小,当 V含量在10.6%时,涂层摩擦系数平均值为0.094,表现出良好的摩擦磨损性能。
关键词:
火炮身管
,
摩擦性能
,
磁控溅射
,
CrAlVN涂层
马晓丽
,
李德元
,
王赫莹
,
吴卫枫
,
宋政
材料保护
采用电弧喷涂法预先在Q235钢试样基体上喷涂FeCrAl粘结层,再利用等离子弧喷涂制备Al2O3陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层在500℃静态锌液腐蚀试验中的腐蚀机制及影响因素.通过SEM和XRD分析可知,Al2O3陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,起隔离基体与锌液、防止铁锌发生互扩散反应的作用.试验结果表明,等离子喷涂的Al2O3陶瓷涂层能极大地延缓Q235钢腐蚀失效的时间,耐液锌腐蚀性极好;陶瓷涂层的结合强度和涂层厚度是影响耐锌蚀性能的主要因素.
关键词:
等离子弧喷涂
,
陶瓷涂层
,
熔融锌液
,
耐蚀性
金浩
,
李德元
,
张罡
,
郭策安
,
陈勇
材料保护
为了提高火炮身管的力学硬度和弹性模量,在PCrNi3 Mo钢表面磁控溅射了TiAlN,CrAlN 2种氮化物防护层.利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪(XRD)对2种溅射层的形貌及结构进行了表征,采用纳米压痕仪测试了基材与2种溅射层的硬度和弹性模量.结果表明:CrAlN层表面相对平整光滑致密,表面粗糙度较小(Ra=0.004～0.006μm),TiAlN层表面粗糙度相对较大(Ra=0.005 ～0.021μm);CrAlN层表面生成的主晶相为CrN,TiAlN层表面生成的主晶相为TiN,2种晶相分别沿(110)和(200)面呈现择优取向;CrAlN层硬度和弹性模量分别为20.39,288.8 GPa,TiAlN分别为14.51,267.70 GPa,较基材(5.57,258.00 GPa)均有显著提高,其中CrAlN层提高最为显著.
关键词:
磁控溅射
,
TiAlN
,
CrAlN
,
火炮身管
,
硬度
,
弹性模量
王赫莹
,
李德元
,
马晓丽
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2006.04.007
为研究等离子弧喷涂Al2O3陶瓷涂层的低温抗热震性能,对不同结构的涂层进行了600 ℃低温热震试验,并分析、探讨了涂层的热震失效机制.结果表明,Al2O3陶瓷涂层低温下热震失效是由层间裂纹或层内裂纹引起的.对于单一Al2O3涂层,涂层与基体的界面是最薄弱处,层间裂纹的萌生及扩展导致涂层自界面处脱落;对于有FeCrAl金属过渡层的涂层,层内粒子间的结合是最薄弱处,层内片层间裂纹的萌生、扩展导致涂层局部脱落.在陶瓷工作层与基体间增加金属过渡层可有效地缓和涂层界面处的热应力,阻碍裂纹的形成及扩展,从而提高涂层的抗热震性能.
关键词:
等离子弧喷涂
,
陶瓷涂层
,
抗热震性
,
失效机制
王赫莹
,
李德元
,
吴卫枫
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.05.013
为研究等离子喷涂设备送粉参量变化对粉末粒子运动行为的影响,通过数学计算给出了粉末粒子初速度及运行轨迹的一些解析计算结果.结果表明粉末粒子喷出初速度随送粉气流量的增大呈线性增大,随送粉管直径增大呈指数减小,而且与密度和粒径的指数幂成反比关系.当粉末粒子粒径为75μm时,Ni金属粉末的最佳送粉参量为:送粉气流量0.2m3/h,送粉管直径1.5mm;Al2O3陶瓷粉末最佳送粉参量为:送粉气流量0.3m3/h,送粉管直径1mm.该项研究工作为选择最佳送粉参量和控制粉末粒子在等离子流场中的运动提供了依据.
关键词:
等离子喷涂
,
送粉参量
,
粉末粒子
,
运动行为
张忠礼
,
李德元
,
张楠楠
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.08.003
铁基合金电弧喷涂铝或铬涂层可以用于高温氧化防护.铝或铬涂层在加热条件下会发生金属元素向铁合金基体内的扩散,Al和Cr元素的扩散可以显著提高钢铁基体的抗氧化能力和抗高温腐蚀能力.通过对电弧喷涂Al,QAl9-2,0Cr25Al5以及 Fe-Al复合丝涂层在高温加热过程中界面元素的扩散研究,探讨了Al和Cr元素的扩散规律及相互影响.结果表明:铝喷涂层试样高于700 ℃加热可以发生Al元素向工件基体方向的扩散,其扩散深度与原始喷涂层厚度密切相关;电弧喷涂的QAl9-2层和0Cr25Al5层都具有"自结合"性质,可以提高涂层与工件的结合强度;并且在加热过程中也有一定程度的Al元素向基体方向的扩散.
关键词:
电弧喷涂
,
扩散
,
Al
,
Cr
,
高温氧化
