图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation通过压痕试验表征粒子沉积温度对热喷涂WC-12Ni涂层力学性能的影响

编号：341 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-18 22:45:23 浏览：69次收藏取消收藏

2024-05-12 09:45

15min

[E1] 论坛4：热喷涂与冷喷涂技术A [E1-1] 论坛4A上午

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摘要

本研究采用Berkovich和Vickers压头对超音速火焰喷涂WC-12Ni涂层在纳米、微观和宏观量级的载荷范围内进行压痕试验，全面评估WC-12Ni 涂层的机械性能。在相同的粒子沉积速度和喷涂距离条件下，通过控制粒子沉积温度的改变，研究了工艺参数与涂层机械性能之间的非工艺相关性。随着粒子沉积温度的升高，WC相分解加速，涂层孔隙率降低以及沉积粒子扁平化程度提高，从而使涂层的微观组织发生变化。研究发现，涂层表面与横截面之间的孔隙率差异是衡量涂层各向异性的定量指标，能够反映沉积粒子扁平化和堆积形成的涂层层状微观结构。相应地，对比涂层表面和横截面上的压痕响应，评估涂层在3 N以下的硬度和弹性模量。总体而言，涂层表面硬度高于横截面硬度，涂层硬度值随着粒子沉积温度的升高而增大，除在小于1 N的压痕试验中，涂层表面硬度随温度的升高不敏感。在小于1N纳米压痕试验中提取的弹性模量结果与硬度值的变化具有相似的温度依赖性。涂层表面在30 N微米压痕实验下测得的弹性模量随温度变化规律与涂层横截面纳米压痕实验结果吻合较好，二者得到的涂层整体弹性模量随温度变化规律通过无损超声探测实验得到验证。此外，对涂层的压痕断裂韧性也进行了表征，对涂层表面施加1.96 kN载荷，对涂层横截面施加49 N载荷。压痕试验方法表征的涂层力学性能随温度变化的增强趋势可通过碳化物-金属粘结相结合强度的提高，以及扁平粒子内部和层间裂纹缺陷的减少来解释，该研究为热喷涂涂层压痕测试方法的应用提供了一种新思路。