目的提高汽輪機葉片鋼1Cr12Ni2W1Mo1V的抗微粒沖蝕性能和抗水蝕性能。方法利用超音速火焰噴涂技術和等離子噴焊技術在其表面分別制備了Cr₃C₂-NiCr75-25涂層、WC-10Co-4Cr涂層和Stellite 6合金噴焊層。借助掃描電鏡（SEM）觀察3種涂層水蝕凹坑的微觀組織形貌,并對3種涂層的顯微硬度、抗摩擦磨損性能、抗微粒沖蝕性能和抗水蝕性能進行分析。結果 3種涂層的平均顯微硬度較基體均有顯著提升,其中WC-10Co-4Cr涂層的平均顯微硬度最高,其值為1314.6HV4.9 N。以Stellite 6合金涂層為摩擦副,Cr₃C₂-NiCr75-25涂層的摩擦系數(shù)為0.5～0.7,失重0.0131g,而WC-10Co-4Cr涂層的摩擦系數(shù)為0.5～0.6,失重0.0007g,顯然WC-10Co-4Cr涂層的抗摩擦性能更好�？刮⒘_蝕性能試驗中,最大磨痕深度由深到淺依次為:基體材料（94.658μm）、Stellite6合金層（85.932μm）、Cr₃C_... 

【文章來源】：表面技術. 2020,49(10)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

涂層橫截面顯微組織形貌

圖2為基體材料、碳化鉻涂層、碳化鎢涂層和Stellite 6合金涂層的平均顯微硬度�？梢钥闯觯w材料的平均顯微硬度為203.4HV4.9 N，噴焊Stellite 6合金涂層的平均顯微硬度為382.38HV4.9 N；約為基體材料的1.88倍；碳化鉻涂層的平均顯微硬度為960.6HV4.9 N，是基體材料的4.72倍；碳化鎢涂層的平均顯微硬度為1314.6HV4.9 N，是基體材料的6.46倍。以上數(shù)據(jù)表明，通過在基體材料1Cr12Ni2W1Mo1V不銹鋼表面制備Stellite 6合金涂層、碳化鉻涂層和碳化鎢涂層，均可以顯著提高其硬度，主要是由于各涂層中均有大量的碳化物硬質相彌散分布，尤其是碳化鎢涂層孔隙率低，同時又有大量硬質相WC顆粒彌散分布，使其硬度最高。硬度的提升也利于涂層的摩擦磨損、抗微粒沖蝕和抗水蝕能力的提升。2.2 摩擦磨損性能分析

圖3是碳化鉻涂層和碳化鎢涂層分別與等離子噴焊Stellite 6合金涂層對磨過程中，摩擦系數(shù)隨時間的變化曲線。可以看出，碳化鉻涂層的摩擦系數(shù)隨著摩擦時間增加而急劇增大，150 s后開始穩(wěn)定在0.5～0.7。碳化鎢涂層的摩擦系數(shù)先急劇增大后緩慢降低，然后逐漸在0.5～0.6上下波動。這是因為對磨試樣表面不是完全平整的狀態(tài)，表面凹陷部分阻礙試樣的相對滑動。在實驗初期，突然施加的載荷會使試樣表面狀態(tài)發(fā)生巨大變化，試樣凹陷和凸出部分受到破壞，即存在一定時間的磨合期[22]。磨合期結束后，整個摩擦過程進入穩(wěn)定期，摩擦系數(shù)穩(wěn)定在一定范圍內上下波動。相對而言，碳化鎢涂層摩擦系數(shù)更小，具有更好的耐摩擦磨損性能。采用精度0.1 mg的分析天平稱取試樣件摩擦磨損試驗前后的質量，每個試樣稱量3次，取平均值作為測試結果，見表3。從表中可以看出，碳化鉻涂層在磨損試驗過程中質量減少0.0131 g，碳化鎢涂層質量減少0.0007 g，而噴焊Stellite 6合金層的質量不僅沒有減少，反而存在不同程度的增加。這是因為在摩擦磨損過程中，由于超音速火焰噴涂碳化鉻、碳化鎢涂層的顯微硬度要遠高于噴焊Stellite 6合金層，分別是Stellite 6合金層的2.5倍和3.4倍，這使得Stellite6合金涂層在磨損過程中粘附于碳化鉻、碳化鎢涂層表面，形成粘著磨損。同時可以發(fā)現(xiàn)，碳化鎢涂層的質量損失最小，主要是因為該涂層的孔隙率低，微觀組織更致密，且粉末本身含有的WC硬質相使得涂層的顯微硬度高[23]。

【參考文獻】：
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本文編號：3475157