超音速火焰喷涂纳米改性多模态Cr3C2-NiCr涂层微观组织结构及断裂韧性研究

作     者：王焕 石晨曦 Irfan 刘士斌 胡明 

作者机构：佳木斯大学材料科学与工程学院 教育部金属耐磨材料及表面技术研究中心 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2023年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51671096) 

主　　题：纳米改性 多模态结构 Cr C -NiCr涂层 微观组织 HVOF 断裂韧性 

摘      要：针对钢铁行业中严苛工况环境下关键核心部件服役性能差寿命短的问题,利用超音速火焰喷涂（HVOF）技术制备了纳米改性多模态Cr3C2-NiCr涂层,并将其与常规（HVOF） Cr3C2-NiCr涂层进行了的比较。结果表明,与常规Cr3C2-NiCr涂层典型的层状组织结构特征有所不同,纳米改性多模态涂层Cr3C2-NiCr微观组织结构呈现出“多模态结构:由独立或有机结合而成的致密的纳米Cr3C2聚集区、亚微米Cr3C2聚集区、微米Cr3C2聚集区以及纳米Cr3C2颗粒均匀分布的NiCr粘结相构成,该涂层的层状组织结构特征不明显。与存在较多微裂纹和孔隙的常规Cr3C2-NiCr涂层相比,纳米改性多模态结构Cr3C2-NiCr涂层致密且均匀,显微硬度是常规Cr3C2-NiCr涂层的1.5倍,结合强度是常规涂层的1.7倍;它具有更强的抗裂纹扩展能力,其断裂韧度比常规涂层提高了1.9倍。这主要是纳米改性多模态结构涂层微观组织结构中含有不同尺度碳化铬陶瓷聚集体及纳米陶瓷相分布在NiCr粘结相中,实现了纳米改性多模态协同强韧化作用的结果。