1Cr10Co3MoWVNbNB耐熱鋼表面(Cr1-xTix)N涂層的制備與表征.pdf

1、為了提高蒸汽輪機(jī)葉片的使用壽命和其使用性能,利用閉合非平衡磁控濺射技術(shù),通過調(diào)整Ti靶功率,在1Cr10Co3MoWVNbNB耐熱鋼基體上制備不同Ti含量的(Cr1-xTix)N硬質(zhì)涂層。利用帶能譜功能的掃描電子顯微鏡對涂層進(jìn)行形貌觀察與成分分析,用XRD進(jìn)行相結(jié)構(gòu)分析。涂層厚度利用球磨法測定。采用納米硬度壓痕法測量硬度和彈性模量。涂層結(jié)合力用拉拔法測定,同時(shí)利用pin-on-disc試驗(yàn)機(jī)對涂層的摩擦磨損性能進(jìn)行測定并觀察磨痕形貌。對

2、基體及不同工藝制備的涂層試樣進(jìn)行700℃高溫氧化試驗(yàn),并利用XRD、EDS和SEM等設(shè)備對氧化后的涂層相結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)進(jìn)行觀察分析。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著Ti靶功率的增加,涂層中Ti含量增加,涂層由CrN相結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的(CrTi)N結(jié)構(gòu),變成CrN和TiN相結(jié)構(gòu)混合并存的結(jié)構(gòu),且涂層的晶化程度提高。涂層表面質(zhì)量好,涂層表面顆粒隨Ti含量的增加呈長大趨勢。隨著Ti含量的增加,涂層的厚度在2.01μm至3.54μm區(qū)間內(nèi)不斷增厚

3、。涂層硬度值在X=0.39時(shí)達(dá)到最大,為23.38GPa,涂層與基體之間硬度過渡平緩。不同工藝制備的涂層均提高基體的耐磨性能,對基體具有一定的保護(hù)作用。涂層在700℃的環(huán)境下能有效保護(hù)基體,未制備涂層的基體試樣2小時(shí)氧化后就出現(xiàn)了鐵的氧化物,氧化嚴(yán)重;A、D工藝試樣氧化20小時(shí)后,涂層表面氧化物顆粒細(xì)小,氧含量較低;Ti元素的加入并沒有破壞氧化膜的完整性,由于TiO2擇優(yōu)生長,使氧化膜表面顆粒長大,沒有使其破裂與剝落,對基體仍具有保護(hù)能