图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speechWC-CoCr涂层硬质相多尺度调控及强韧化机理

编号：213 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-30 13:12:29 浏览：79次收藏取消收藏

2024-05-12 08:40

20min

[E2] 论坛4：热喷涂与冷喷涂技术B [E2-1] 论坛4B上午

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摘要

WC-CoCr涂层具有高硬度、高熔点及优异的耐腐蚀、抗冲蚀磨损能力，广泛用于飞机起落架的表面防护。单一大尺度WC硬质相涂层由于硬度分布不均匀、韧性不足易开裂、耐腐蚀能力差等缺点，不能满足飞机在内陆地区如沙漠地区沙尘的冲蚀或在沿海地区海洋环境中的盐雾腐蚀等苛刻条件下服役。本研究通过对WC强化相进行多尺度调控，利用超音速火焰喷涂技术制备兼具高硬度和断裂韧性的WC-CoCr涂层。从原子角度出发通过组织浓度梯度分层次分析，阐明了高温环境粒子超音速飞行速度沉积条件下，强化相尺寸与涂层微观组织和性能的关联性研究。结果表明，随着强化相颗粒尺寸的减小，强化相颗粒的熔化程度将更高，涂层结合能力、硬度、韧性等性能都会获得增加，其中微米纳米结合双尺度WC涂层实现了强韧性同步提升。通过宏微观实验研究发现，在多尺度涂层中纳米尺寸强化相脱碳程度更低且粘结相自由程更小，性能优异的WC颗粒迫使裂纹绕过颗粒，消耗能量减缓延伸速度。WC颗粒尺寸的细化使得比表面积增大，位错滑移受到更大阻力并且在磨损过程中由于纳米尺寸效应晶粒开裂与变形收到抑制，有效减少了裂纹的扩展，增强韧性。纳米尺寸还更好的产生熔池效应，促进大尺寸颗粒流动填充，保证高硬度的同时使硬度分布均匀。