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文檔簡介
1、采用超音速火焰噴涂技術(shù)在718鎳基合金上制備了兩種厚度(0.15mm和0.3mm)WC-17Co涂層,系統(tǒng)研究了WC-17Co涂層試樣在室溫、150℃×6h和300℃×6h環(huán)境中的微觀組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和低周疲勞性能。利用SEM/BSE/等技術(shù)對比分析了涂層表面、截面微觀結(jié)構(gòu)形貌,同時(shí)利用X-ray和EDS技術(shù)對涂層的物相和元素含量進(jìn)行了對比分析;采用三點(diǎn)彎曲法測試了涂層的彈性模量,壓痕法測試了涂層的硬度及斷裂韌性,同時(shí)采用剝離法對涂層
2、試樣的殘余應(yīng)力沿涂層厚度方向進(jìn)行了測試;最后對鎳基合金/碳化物涂層試樣的環(huán)境低周彎曲疲勞性能進(jìn)行了測試和對比分析,并分析了其疲勞斷口和失效機(jī)理。主要結(jié)論:
1)未處理涂層的顯微硬度為1436HV,彈性模量為303.76GPa,斷裂韌性為13.80MPa·m1/2;經(jīng)過150℃×6h熱處理后WC-17Co涂層的顯微硬度為1423HV,彈性模量為291.35GPa,斷裂韌性為13.80MPa·m1/2;經(jīng)過300℃×6h熱處理后涂
3、層顯微硬度為1392HV,彈性模量為271.55GPa,斷裂韌性為13.80MPa·m1/2。
2)WC-17Co涂層試樣殘余應(yīng)力測試結(jié)果表明:WC-17Co涂層存在殘余壓應(yīng)力,沿涂層厚度方向呈梯度分布。未處理薄涂層(0.15mm)試樣涂在層表面下大約0.09mm處,壓應(yīng)力最大,達(dá)到161.7MPa,涂層中的殘余應(yīng)力平均值為66.1MPa;經(jīng)過150℃×6h熱處理后涂層中殘余應(yīng)力的平均值為34.1MPa,下降48.4%;經(jīng)過3
4、00℃×6h熱處理后涂層中的殘余應(yīng)力平均值為13.0MPa,降低80.3%。未處理厚涂層(0.3mm)試樣距涂層表面下大約0.24mm,壓應(yīng)力最大,達(dá)到329.8MPa,涂層試樣涂層中的殘余應(yīng)力平均值為134.7MPa;經(jīng)過150℃×6h熱處理后涂層中殘余應(yīng)力的平均值為62.5MPa,降低53.6%;經(jīng)過300℃×6h熱處理后涂層中的殘余應(yīng)力平均值為39.7MPa,降低70.5%。
3)疲勞性能測試結(jié)果表明:在室溫小彎曲幅值(
5、A=6mm)時(shí),厚涂層(0.3mm)疲勞性能優(yōu)于薄涂層(0.15mm),在室溫大彎曲幅值(A=8mm)時(shí),薄涂層和厚涂層的疲勞性能都明顯降低;在150℃和300℃等溫環(huán)境中,無論大彎曲幅值還是小彎曲幅值,鎳基合金/碳化物涂層試樣疲勞性能都明顯變差;斷口分析表明,薄涂層(0.15mm)的疲勞源主要在涂層與基體結(jié)合界面缺陷處產(chǎn)生,向兩側(cè)擴(kuò)展導(dǎo)致鎳基合金/碳化物涂層試樣失效;厚涂層(0.3mm)的疲勞主要在涂層表面及附近形成,沿涂層向里擴(kuò)展,
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