炮鋼表面電火花沉積MCrAlY性能的研究.pdf

1、現(xiàn)代火炮的不斷發(fā)展進(jìn)步對(duì)身管的耐磨損和抗高溫性能提出了更高的要求。為了提升身管的性能和使用壽命，本文采用電火花沉積技術(shù)在PCrNi3MoVA鋼基體表面沉積NiCrAlY涂層，并引入PCrNi3MoVA、W-Ni-Fe兩種電極研究了兩極質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律。根據(jù)火炮身管的實(shí)際工況，運(yùn)用納米壓痕儀、高速往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。采用不連續(xù)稱重恒溫氧化法，依據(jù)GB/T13303-91《鋼的抗氧化性能測試方法》以及參考 HB5258-

2、2000《鋼及高溫合金抗氧化性能測定試驗(yàn)方法》對(duì)試樣進(jìn)行900℃×100h恒溫抗氧化試驗(yàn)。利用SEM、XRD、EDS等分析測試手段，對(duì)試樣的原始微觀結(jié)構(gòu)、摩擦磨損和氧化后的形貌、氧化物組成等進(jìn)行分析，為MCrAlY涂層在火炮身管上的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　在NiCrAlY、PCrNi3MoVA、W-Ni-Fe三種陽極材料的兩極質(zhì)量轉(zhuǎn)移規(guī)律中，陽極的電蝕量與其熔點(diǎn)呈反比關(guān)系，NiCrAlY電極具有較低的熔點(diǎn)，故具有較大的電蝕量。三種

3、電極材料的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)表明 NiCrAlY電極的沉積效率高，具有堆焊和修復(fù)的效果。
　　電火花沉積的NiCrAlY涂層連續(xù)、致密，并與基體冶金結(jié)合。涂層主要由基體元素Fe與電極元素Ni、Cr、Al相互熔合而成，為柱狀細(xì)晶組織，相組成為β-NiAl和γ-Ni兩相共存。
　　NiCrAlY涂層的硬度較基體的硬度提高了22％，彈性模量比基體的小。在摩擦磨損試驗(yàn)中，涂層較基體在相同往復(fù)速度上具有更低的摩擦系數(shù)，且隨著摩擦速度的增加，

4、涂層的摩擦系數(shù)減小?；w主要磨損機(jī)制為嚴(yán)重的塑性流動(dòng)和磨料磨損，而NiCrAlY涂層的磨損機(jī)制主要是微切削磨料磨損。
　　基體試樣在空氣中900℃下氧化100h后發(fā)生嚴(yán)重氧化，涂層試樣屬于完全抗氧化級(jí)別?；w和涂層的氧化動(dòng)力學(xué)曲線均近似服從拋物線規(guī)律，但涂層增重僅為基體增重的1/135?；w表面生成了呈稀疏分層結(jié)構(gòu)的Fe2O3、Fe3O4和 FeO三層氧化膜，并與基體發(fā)生剝落分離現(xiàn)象。涂層表面生成了連續(xù)、完整、致密的Al2O3氧化