高頻感應(yīng)加熱結(jié)合高溫自蔓延合成Ni-TiC涂層性能研究.pdf

1、本文采用高頻感應(yīng)加熱／自蔓延高溫合成技術(shù)(HFIH/SHS)，在5CrNiMo鋼表面制備了Ni含量為(10wt.％～50wt.％)的TiC-Ni金屬陶瓷復(fù)合涂層。利用場發(fā)射掃描電鏡和X射線衍射儀分析了涂層微觀組織和物相組成，利用顯微硬度儀測定了涂層表面和斷面硬度，利用專業(yè)圖像分析軟件Image-pro Plus(IPP)測定了涂層的孔隙率，通過鋁合金溶液熔蝕、銅合金溶液熔蝕和熱疲勞實(shí)驗(yàn)，分析了(10wt.％～30wt.％)Ni涂層抗鋁合

2、金溶液熔蝕、抗銅合金溶液熔蝕和熱疲勞性能。論文主要結(jié)論有:
　　1、實(shí)驗(yàn)選用的加熱電流為600、壓力為25MPa、保壓時(shí)間為30s。理論計(jì)算得出Ti-C-Fe體系自蔓延反應(yīng)的絕熱溫度要低于Ti-C-Ni體系自蔓延反應(yīng)的絕熱溫度，兩個(gè)體系的絕熱溫度隨Ni/Fe含量的增加而逐漸降低。
　　2、采用HFIH/SHS法制備的涂層與鋼基體結(jié)合良好，涂層的物相組成主要為TiC和Ni;隨著Ni含量增加，TiC晶粒尺寸逐漸變小且分布更加均勻

3、，但涂層內(nèi)部孔隙率變大，涂層表面硬度先增大后趨于穩(wěn)定值，而斷面硬度從小到大依次為10wt.％Ni＜30wt.％Ni＜20wt.％Ni。
　　3、經(jīng)1h熔蝕后，5CrNiMo鋼基體和TiC-Ni復(fù)合涂層抗鋁合金溶液熔蝕性都不太理。TiC-Ni復(fù)合涂層被鋁液侵蝕的深度達(dá)100-200微米，涂層的失效形式以金屬Al侵蝕涂層中的Ni為主。
　　4、涂層抗銅合金熔蝕的能力要優(yōu)于5CrNiMo鋼基體，20wt.％Ni涂層的抗銅合金溶液熔

4、蝕能力最強(qiáng);與鋁合金溶液熔蝕相比，涂層抗銅合金的熔蝕能力要好于抗鋁合金的能力;涂層的失效主要是表面金屬Ni被侵蝕和TiC顆粒的氧化。
　　5、500次熱疲勞后，TiC-Ni復(fù)合涂層熱疲勞性能整體上好于5CrNiMo鋼基體;900次熱疲勞后，涂層失效深度較大，熱裂紋向涂層內(nèi)部延伸了將近400-600微米，20wt.％Ni和30wt.％Ni涂層的失效程度較10wt.％Ni涂層要偏小些。熱疲勞裂紋在涂層中的蔓延方式為貫穿TiC顆粒的穿晶