金屬間化合物復合涂層的制備及性能研究.pdf

1、本試驗利用火焰噴涂.感應加熱重熔復合工藝在45鋼基體上制備了Fe-Al金屬間化合物復合涂層，并對復合涂層的制備工藝、后續(xù)退火工藝、微觀結構及力學性能和摩擦學性能進行了研究。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-感應加熱重熔在45鋼基體表面制備了Fe-Al金屬間化合物復合涂層。 采用正交設計法對Fe-Al金屬間化合物復合涂層進行退火后處理，設置顯微硬度和質量磨損率兩個指標；溫度和時間兩個影響因素

2、。對退火后的涂層進行力學性能.顯微硬度及摩擦學性能-質量磨損率測試。分析得到顯微硬度的優(yōu)化退火工藝為：退火溫度750℃，保溫時間1.5h；質量磨損率的優(yōu)化退火工藝亦為：退火溫度750℃，保溫時間1.5h。從而得到Fe-Al金屬間化合物復合涂層的優(yōu)化退火工藝為：退火溫度750℃，保溫時間1.5h。通過對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制開始為粘著磨損；隨著摩擦磨損過程的進行，磨損機制轉變?yōu)槟チＤp。 采用X射

3、線衍射儀(XRD)對Fe-Al金屬間化合物復合涂層進行成分分析。結果表明，F(xiàn)e-Al金屬間化合物復合涂層中主要相為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)進一步確定Fe-Al金屬間化合物復合涂層的相組成。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，涂層中有位錯等缺陷，還觀察到涂層中的位錯塞積及交滑移等位錯運動現(xiàn)象