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本文采用不同真空熔烧工艺(熔烧温度)在45<#>钢基体表面制备稀土镍基碳化钨复合涂层,借助扫描电子显微镜、金相显微镜、能谱仪等检测手段,对涂层的表面形貌、组织结构以及各相的化学成分进行了观察分析,并利用洛氏、显微硬度计和箱式电阻炉研究分析了复合涂层的硬度和热疲劳性能,从而优化出最佳真空熔烧工艺,结果表明:
(1) 在1160~1220℃之间,随熔烧温度的升高,扩散层变宽,镍基合金与碳化钨之间的反应变得充分,在1200℃时,涂层的表面质量最好,涂层与基体的元素扩散最明显,涂层组织均匀细小;在最佳熔烧工艺1200℃下,CeO<,2>添加量为0.75%时,涂层和基体之间的互熔结合最好,涂层中的气孔、裂纹等缺陷最少。
(2) 熔烧温度对硬质相WC在涂层中的形貌和分布形式以及与镍基合金反应影响很大,1200℃时涂层组织细小、均匀,熔合好,硬度最高;最佳熔烧工艺1200℃下0.75%CeO<,2>添加量涂层的硬度最高。
(3) 在确定的最佳熔烧工艺1200℃下,在750℃以下循环时,除了1.0%CeO<,2>涂层以外,其余各含量CeO<,2>涂层热疲劳性能均好于未添加CeO<,2>的涂层,其中添加O.75%CeO<,2>使涂层晶粒细化,减少了涂层中的缺陷,涂层的抗热疲劳性能最好。热疲劳失效主要是由于热应力和相变应力引起的,热疲劳破坏主要出现在涂层内部,且裂纹在扩展过程中,遇到块状WC,以穿过机制为主。