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1、高频感应加热结合高温自蔓延合成Ni/TiC涂层性能研究本文采用高频感应加热 / 自蔓延高温合成技术 (HFIH/SHS), 在 5CrNiMo 钢表面制备了 Ni 含量为 (10wt.%50wt.%) 的 TiC-Ni 金属陶瓷复合涂层。利用场发射扫描电镜和 X 射线衍射仪分析了涂层微观组织和物相组成, 利用显微硬度仪测定了涂层表面和断面硬度 , 利用专业图像分析软件Image-pro Plus(IPP)测定了涂层的孔隙率 , 通过铝合金溶液熔蚀、铜合金溶液熔蚀和热疲劳实验, 分析了(10wt.%30wt.%)Ni 涂层抗铝合金溶液熔蚀、抗铜合金溶液熔蚀和热疲劳性能。论文主要结论有 :1 、实
2、验选用的加热电流为600、压力为 25MPa、保压时间为 30s。理论计算得出 Ti-C-Fe 体系自蔓延反应的绝热温度要低于 Ti-C-Ni 体系自蔓延反应的绝热温度 , 两个体系的绝热温度随 Ni/Fe 含量的增加而逐渐降低。2、采用 HFIH/SHS法制备的涂层与钢基体结合良好 , 涂层的物相组成主要为TiC 和 Ni; 随着 Ni 含量增加 ,TiC 晶粒尺寸逐渐变小且分布更加均匀, 但涂层内部孔隙率变大 , 涂层表面硬度先增大后趋于稳定值, 而断面硬度从小到大依次为10wt.%Ni<30wt.%Ni<20wt.%Ni。3、经 1h 熔蚀后 ,5CrNiMo 钢基体和 Ti
3、C-Ni复合涂层抗铝合金溶液熔蚀性都不太理。TiC-Ni 复合涂层被铝液侵蚀的深度达100-200 微米 , 涂层的失效形式以金属Al 侵蚀涂层中的 Ni 为主。 4、涂层抗铜合金熔蚀的能力要优于5CrNiMo钢基体 ,20wt.%Ni 涂层的抗铜合金溶液熔蚀能力最强 ; 与铝合金溶液熔蚀相比 , 涂层抗铜合金的熔蚀能力要好于抗铝合金的能力 ; 涂层的失效主要是表面金属 Ni 被侵蚀和 TiC 颗粒的氧化。5、500 次热疲劳后 ,TiC-Ni 复合涂层热疲劳性能整体上好于 5CrNiMo 钢基体 ;900 次热疲劳后 , 涂层失效深度较大 , 热裂纹向涂层内部延伸了将近400-600微米 ,20wt.%Ni 和 30wt.%Ni 涂层的失效程度较10wt.%Ni 涂层要偏小些。 热疲劳裂纹在涂层中的蔓延方式为贯穿TiC 颗粒的穿晶断裂。