金屬間化合物復(fù)合涂層的制備及性能研究.pdf

1、本試驗(yàn)利用火焰噴涂.感應(yīng)加熱重熔復(fù)合工藝在45鋼基體上制備了Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層，并對(duì)復(fù)合涂層的制備工藝、后續(xù)退火工藝、微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。具體步驟如下： 采用手工混料方法制備噴涂用混合粉料。然后火焰噴涂-感應(yīng)加熱重熔在45鋼基體表面制備了Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層。 采用正交設(shè)計(jì)法對(duì)Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層進(jìn)行退火后處理，設(shè)置顯微硬度和質(zhì)量磨損率兩個(gè)指標(biāo)；溫度和時(shí)間兩個(gè)影響因素

2、。對(duì)退火后的涂層進(jìn)行力學(xué)性能.顯微硬度及摩擦學(xué)性能-質(zhì)量磨損率測(cè)試。分析得到顯微硬度的優(yōu)化退火工藝為：退火溫度750℃，保溫時(shí)間1.5h；質(zhì)量磨損率的優(yōu)化退火工藝亦為：退火溫度750℃，保溫時(shí)間1.5h。從而得到Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層的優(yōu)化退火工藝為：退火溫度750℃，保溫時(shí)間1.5h。通過對(duì)涂層的磨屑及磨損后試樣表面形貌分析可知涂層的主要磨損機(jī)制開始為粘著磨損；隨著摩擦磨損過程的進(jìn)行，磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)槟チＤp。 采用X射

3、線衍射儀(XRD)對(duì)Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層進(jìn)行成分分析。結(jié)果表明，F(xiàn)e-Al金屬間化合物復(fù)合涂層中主要相為Fe-Al金屬間化合物相(包括FeAl、Fe3Al及α-Fe相)和碳化物析出相。涂層中還存在少量Al、Fe的氧化物Al2O3、Fe2O3。 采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)研究Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層的組織。金相組織觀察表明，退火后涂層組織更均勻，且涂層與45鋼基體呈冶金結(jié)合。由SEM二次電子相及背散射

4、電子相分析知：Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層組織分為固溶體區(qū)(包含金屬間化合物的固溶體區(qū)和不包含金屬間化合物的固溶體區(qū))、條塊狀析出物區(qū)、氧化物區(qū)、孔隙區(qū)。 采用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)一步確定Fe-Al金屬間化合物復(fù)合涂層的相組成。TEM分析知涂層中的主要相為：金屬間化合物相如Fe3Al、FeAl及α-Fe；碳化物相如Cr23C6；氧化物相如Al2O3。另外，涂層中有位錯(cuò)等缺陷，還觀察到涂層中的位錯(cuò)塞積及交滑移等位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象