论文部分内容阅读
为了有效的改善高铝青铜合金涂层的组织性能。本课题采用添加稀土元素Ce对其进行性能改善处理。实验采用自主专利权的高铝青铜合金粉体,采用超音速等离子喷涂技术制备涂层。运用金相显微镜、X射线仪、EPMA电子探针、SEM扫描电子显微镜、显微硬度计以及万能试验机等设备分别对不同含铈量的涂层进行金相照片、物相组成、元素分布、界面形貌、硬度以及界面结合力强度等分析与检测。系统且深入地研究了铈对高铝青铜粉体超音速等离子喷涂的影响规律及机理,得出以下结论：(1)探明了Ce含量对合金涂层表面形貌的影响规律。随着含铈量的增加,试样涂层组织流动性和熔覆性也随之有较大程度的增加,同时孔隙和未熔融颗粒的数量和大小呈现相应的降低,涂层表面内部压应力减小。(2)探明了Ce元素对涂层组织及主要元素分布的影响。Ce的加入使涂层组织致密化程度提高,硬质k相呈弥散化分布,且k相从含0.0%Ce时的AlFe3、Al13Fe4转变为含0.25%Ce时的AlFe3、Al13Fe4、AlFe,当含Ce量大于0.4%时k相以Al13Fe4稳定存在。Ce的加入使Al元素发生偏聚并逐渐均匀分布。此外,Cu元素分布的均匀化程度随着含铈量的增加逐渐增加。(3)确立了Ce元素对涂层元素扩散的影响规律。Cu元素向基体的扩散距离随着含铈量的增加而增大,当含铈量在0.55%时,扩散距离达到3um左右。Fe元素向涂层的扩散距离不大,当含铈量低于0.4%时,扩散距离随铈含量的增加略有增大；但当含铈量在0.55%时,Fe元素扩散距离突增至2um。Al元素的扩散距离在1um左右,随着含铈量的增加,对扩散距离变化基本没有影响。(4)揭示了Ce含量对涂层的显微硬度及稳定性的影响规律。随Ce含量的增加呈现先降低后升高的现象,当Ce含量大于0.4%时,涂层在显微硬度值和硬度波动性上都优于未含Ce的涂层。界面处涂层的显微硬度恢复距离随着含铈量的增加而增加,同时涂层的显微硬度波动随含铈量的增加而趋于平稳。(5)确立了Ce含量对涂层与基体的结合力的影响关系。随着含铈量的增加而增加,当含Ce量在0.00%-0.40%之间,涂层与基体结合力的提高不是很明显,当含Ce量大于0.40%,涂层的结合力随含铈量的增加呈显著上升趋势。