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,通過調整Ti靶功率,在1Cr10Co3MoWVNbNB耐熱鋼基體上制備不同Ti含量的(Cr1-xTix)N硬質涂層。利用帶能譜功能的掃描電子顯微鏡對涂層進行形貌觀察與成分分析,用XRD進行相結構分析。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。涂層結合力用拉拔法測定,同時利用pin-on-disc試驗機對涂層的摩擦磨損性能進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行700℃高溫氧化試驗,并利用XRD、EDS和SEM等設備對氧化后的涂層相結構和表面狀態(tài)進行觀察分析。
　　 實驗結果表明,隨著Ti靶功率的增加,涂層中Ti含量增加,涂層由CrN相結構為基礎的(CrTi)N結構,變成CrN和TiN相結構混合并存的結構,且涂層的晶化程度提高。涂層表面質量好,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)間內不斷增厚

3、。涂層硬度值在X=0.39時達到最大,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作用。涂層在700℃的環(huán)境下能有效保護基體,未制備涂層的基體試樣2小時氧化后就出現(xiàn)了鐵的氧化物,氧化嚴重;A、D工藝試樣氧化20小時后,涂層表面氧化物顆粒細小,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,對基體仍具有保護能