不同鎳鋁過(guò)渡層的組織與性能研究.pdf

1、為了提高熱噴涂層的結(jié)合強(qiáng)度和噴涂效率,減小噴涂成本,本文研制了鎳鋁合金絲(Ni5A1)過(guò)渡層材料。用火焰噴涂法在HT200鑄鐵基體和2Al2鋁合金基體上分別噴涂自制的鎳鋁合金絲、市售的鎳鋁復(fù)合絲、鎳包鋁粉和用等離子噴涂法噴涂鎳包鋁粉末制備過(guò)渡層,然后在噴涂了鎳鋁過(guò)渡層的表面用等離子設(shè)備噴涂了Al2O3粉末,即制備了陶瓷工作層；并且采用金相顯微鏡、SEM、XRD對(duì)制備的涂層進(jìn)行了組織形貌、相結(jié)構(gòu),涂層與基體間的元素?cái)U(kuò)散分析。結(jié)果表明：火焰

2、噴涂鎳鋁合金絲時(shí)飛行粒子熱焓高,在基體表面粒子的變形量大。鎳包鋁粉在熱噴涂的過(guò)程中所吸收的熱量少,即粉末熱焓低,粒子在基體表面的變形量小。噴涂復(fù)合絲時(shí),粒子在基體表面的變形介于鎳鋁合金絲和鎳包鋁粉之間；鎳鋁合金絲制備的涂層主要為Ni的固溶體,而鎳鋁復(fù)合絲制備的涂層有Ni的氧化物和Ni3A1、NiAl金屬間化合物,火焰噴涂鎳包鋁粉末制備的涂層中除Ni，Al外,還有NiAl金屬間化合物生成。對(duì)鎳鋁合金絲制備的涂層在650℃保溫12小時(shí)熱處理

3、后發(fā)現(xiàn)涂層的擴(kuò)散層增厚,主要是基體的Fe元素和涂層中的Ni元素的相互擴(kuò)散。在鎳鋁合金絲制備的涂層試樣中,氧元素在涂層中含量少于基體的含量,說(shuō)明鎳鋁合金絲制備的涂層抗氧化性高于HT200。采用粘結(jié)拉伸法、浮力法、顯微硬度計(jì)和循環(huán)加熱法對(duì)過(guò)渡涂層的結(jié)合強(qiáng)度、孔隙率、顯微硬度和抗熱震性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明：在HT200和2Al2基體上火焰噴涂鎳包鋁粉末涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度最低,分別為35.2MPa,30.3 MPa,鎳鋁合金絲制備的涂層與基

4、體的結(jié)合強(qiáng)度最高,分別為51.7MPa,48 MPa,鎳鋁復(fù)合絲制備的涂層的結(jié)合強(qiáng)度介于二者之間。鎳鋁合金絲制備的涂層的孔隙率最小,為3.4％,鎳鋁復(fù)合絲制備的涂層孔隙率較高,為8.3%,火焰噴涂鎳包鋁粉制備的涂層孔隙率最高,為15.2%；由于不同過(guò)渡層材料噴涂時(shí)生成物不同、致密性不同,所以制備涂層的顯微硬度不同,火焰噴涂鎳鋁復(fù)合絲、鎳包鋁粉、鎳鋁合金絲制備的涂層檢測(cè)結(jié)果分別為430HVo.02,278 HVo.02,236 HVo.0

5、2；對(duì)火焰噴涂鎳鋁合金絲制備的涂層在400℃、200次熱循環(huán)下,涂層都沒(méi)有裂紋或脫落。利用三電極電化學(xué)法,分別研究了25℃下三種過(guò)渡涂層在3.5%NaCl溶液,40%NaOH溶液中的電化學(xué)行為,用重量法測(cè)試了過(guò)渡涂層在3.5%NaCl溶液的腐蝕速率。在3.5%NaCl溶液中,三種涂層中鎳包鋁粉制備的涂層更易腐蝕,腐蝕速度最快,鎳鋁合金絲制備的涂層更耐腐蝕,腐蝕速度最慢,鎳鋁復(fù)合絲介于中間,這一結(jié)果與失重法測(cè)試的結(jié)果是一致。在40%NaO