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冷喷涂304不锈钢涂层的弯曲力学行为研究

材料工程 2011年第4期39卷 49-53页

作者：韩玮孟宪明赵杰张俊宝大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116085 宝山钢铁股份有限公司宝钢研究院前沿技术研究所上海201900

采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备304不锈钢涂层。用SHIMADZU液压伺服疲劳试验机对304不锈钢涂层样品进行三点弯曲实验,用扫描电子显微镜来研究冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为。结果表明:冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为为脆性断裂... 详细信息

采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备304不锈钢涂层。用SHIMADZU液压伺服疲劳试验机对304不锈钢涂层样品进行三点弯曲实验,用扫描电子显微镜来研究冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为。结果表明:冷喷涂304不锈钢涂层的断裂行为为脆性断裂;裂纹萌生于涂层表面,随着载荷和力矩的增加,裂纹向涂层内部扩展,裂纹在涂层中是V字型的;当裂纹扩展到涂层和基体的结合界面处时,裂纹向两侧横向扩展,相邻裂纹扩展相互贯通后,涂层和基体发生开裂或脱落。

关键词：冷喷涂 304不锈钢涂层三点弯曲实验断裂行为

真空热处理对冷喷涂304不锈钢涂层组织与性能的影响

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机械工程材料 2012年第10期36卷 23-26页

作者：朱传琳孟宪明程从前张俊宝赵杰大连理工大学材料科学与工程学院大连116085 宝山钢铁股份有限公司研究院上海201900

采用冷气动力喷涂技术在工业用IF钢表面制备出了304不锈钢涂层,随后对涂层进行真空热处理,研究了真空热处理对其组织、结合强度、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:304不锈钢冷喷态涂层在1 000,1 100℃真空热处理2h后,涂层发生了回复与再结... 详细信息

采用冷气动力喷涂技术在工业用IF钢表面制备出了304不锈钢涂层,随后对涂层进行真空热处理,研究了真空热处理对其组织、结合强度、硬度及耐蚀性的影响。结果表明:304不锈钢冷喷态涂层在1 000,1 100℃真空热处理2h后,涂层发生了回复与再结晶,组织畸变程度和硬度降低,1 100℃热处理2h后涂层的硬度达到200HV0.2;真空热处理使涂层的自腐蚀电位从冷喷态时的-319mV提高到-240mV(SCE),涂层表现出了良好的耐腐蚀性能。

关键词：冷气动力喷涂 304不锈钢涂层真空热处理组织性能

冷喷涂304不锈钢涂层的组织与耐磨耐蚀性能

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材料保护 2011年第3期44卷 77-80,91页

作者：韩玮孟宪明赵杰张俊宝大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 宝山钢铁股份有限公司研究院前沿技术研究所上海201900

超低碳钢(IF钢)具有极优异的深冲性能,但耐磨性和耐蚀性差,限制了其在汽车工业中的广泛应用。采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备了耐磨性和耐蚀性好的304不锈钢涂层。利用X射线衍射仪和扫描电镜对涂层组织及相结构进行了分析,并在3.... 详细信息

超低碳钢(IF钢)具有极优异的深冲性能,但耐磨性和耐蚀性差,限制了其在汽车工业中的广泛应用。采用冷喷涂(CGDS)技术在IF钢基体上制备了耐磨性和耐蚀性好的304不锈钢涂层。利用X射线衍射仪和扫描电镜对涂层组织及相结构进行了分析,并在3.5%(质量浓度)NaCl溶液中进行了电化学腐蚀性能测试。结果表明:冷喷涂304不锈钢涂层由大量的变形粒子搭接构成,涂层中无氧化、相变,喷涂粒子激烈塑性变形导致的晶格畸变现象显著,晶粒细化;耐蚀性、耐磨性均好于基体,可以有效地改善基体的耐蚀性和耐磨性。

关键词：冷喷涂 304不锈钢涂层耐磨性耐蚀性超低碳钢显微组织电化学腐蚀

铝合金表面不同厚度304不锈钢涂层力学及摩擦行为的影响机制

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铝合金表面不同厚度304不锈钢涂层力学及摩擦行为的影响机制

作者：张新懿兰州理工大学

学位级别：硕士

铝合金由于密度低、比强度和比刚度高及易加工成型等优势,被广泛应用于航空航天、军工、汽车等领域的关键结构件。但较低的硬度和耐磨性限制了铝合金在重载耐磨领域的推广。涂层作为表面改性的一种工艺,在轻金属表面强化方向得到了广泛... 详细信息

铝合金由于密度低、比强度和比刚度高及易加工成型等优势,被广泛应用于航空航天、军工、汽车等领域的关键结构件。但较低的硬度和耐磨性限制了铝合金在重载耐磨领域的推广。涂层作为表面改性的一种工艺,在轻金属表面强化方向得到了广泛应用,热喷涂技术是常用的涂层制备方法。对于能显著提高铝合金重载耐磨性能的超厚涂层体系,其受到沉积历史热作用以及沉积厚度的影响时,涂层在后续沉积过程中微观组织结构及性能会发生明显变化。本文利用超音速火焰喷涂（HVOF）技术在铝合金表面制备不同沉积厚度的304不锈钢涂层,探究涂层厚度与微观组织结构、力学性能及摩擦学性能之间的对应关系,提出了沉积历史对涂层的组织结构及摩擦磨损性能的影响和作用机理,具体内容有以下三个方面:随着涂层厚度的增加,整体孔隙率、氧含量呈上升趋势,且组织主要为奥氏体相,涂层晶粒比原始粉末显显细化。涂层沉积厚度由200μm增加到1000μm时,涂层中孔隙由细小变得粗大,孔隙率上升（C200≈0.5%、C600≈2.5%、C1000≈4.3%）,氧含量（C200≈2.4%、C600≈3.1%、C1000≈4.2%）也增加;涂层中均存在熔融、半熔颗粒和氧化物颗粒,涂层中的组织主要为奥氏体相及少量由相变产生的铁素体组织;且由于未熔颗粒的塑性变形及熔融颗粒的急速冷却均使奥氏体晶粒得到了细化。随着涂层厚度的增加,涂层中的残余压应力（C200≈-323.69 MPa、C600≈-164.98 MPa、C1000≈-112.27 MPa）逐渐减小。随着涂层厚度的不断增加,涂层显微硬度、弹性模量以及结合强度均呈降低趋势,但涂层等效抗弯刚度呈上升趋势。三种厚度涂层平均显微硬度(388.1 HV)约为基体(82.4 HV)的4.7倍;随着涂层厚度的增加,涂层显微硬度和弹性模量分别为413.8HV、388.2 HV、380.3 HV和158.7 GPa、140.1 GPa、135.4 GPa;涂层结合强度分别为50.4 MPa、43.6 MPa、39.6 MPa,孔隙和半熔颗粒的增多会导致涂层层间结合弱点的增多,此外压应力降低有利于裂纹的萌生和扩展,导致涂层体系界面脱粘;涂层越厚所需断裂能越大,涂层的等效抗弯刚度也越大,断裂方式为脆性断裂同时伴有韧性断裂。在滑动速度为0.25 m/s和载荷为5 N的摩擦条件下,涂层耐磨性相比基体更佳,最高可提升3.7倍。但随着载荷和滑动速度的增加,涂层的耐磨性会相应降低。在上述摩擦条件下,涂层的摩擦系数相比基体表现更加稳定,涂层的磨损率分别为1.48×10mm·N·m、1.88×10 mm·N·m、2.08×10 mm·N·m,基体为5.53×10 mm·N·m,磨损机制主要由犁沟磨损和疲劳磨损为主,并伴随氧化磨损;随着载荷的增加,摩擦系数呈现降低的趋势,但磨损率的变化与之相反,滑动速度增加会使得摩擦闪温的升高,从而导致涂层抗塑性变形能力下降,耐磨性降低;随着涂层厚度增加,缺陷的增加以及残余压应力的降低使得涂层在较高的载荷和滑动速度下犁沟磨损和疲劳磨损更为严重。

关键词： 304不锈钢涂层微观结构残余应力力学性能摩擦性能

喷涂气体温度对冷喷涂304不锈钢层组织结构与性能的影响

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材料保护 2011年第7期44卷 1-3,6页

作者：孟宪明梁永立韩伟赵杰张俊宝大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 宝山钢铁股份有限公司研究院前沿技术研究所上海201900

冷喷涂304不锈钢层耐腐蚀性能优良,而喷涂气体温度对涂层组织结构与性能影响较大。采用不同温度的喷涂气体,在低碳钢表面冷喷涂304不锈钢层,探讨了喷涂气体温度对涂层相结构、致密度、厚度、硬度、内聚结合力以及沉积率的影响。结果表明... 详细信息

冷喷涂304不锈钢层耐腐蚀性能优良,而喷涂气体温度对涂层组织结构与性能影响较大。采用不同温度的喷涂气体,在低碳钢表面冷喷涂304不锈钢层,探讨了喷涂气体温度对涂层相结构、致密度、厚度、硬度、内聚结合力以及沉积率的影响。结果表明:提高喷涂气体温度对304不锈钢涂层的物相无影响,不会使涂层明显氧化;随喷涂气体温度升高,喷涂粒子的碰撞速度与塑性变形能力增大,粒子沉积的临界速度变小,涂层致密度、硬度、内聚结合力以及沉积率变大。

关键词：冷喷涂 304不锈钢涂层喷涂气体温度致密度硬度内聚结合力沉积率

退火处理对冷喷涂304SS涂层组织与耐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2011年第2期32卷 124-129页

作者：孟宪明梁永立韩玮赵杰张俊宝大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 宝山钢铁股份有限公司研究院前沿技术研究所上海201900

采用冷气动力喷涂技术在低碳钢表面制备了304不锈钢涂层,并分别进行300、600、800和950℃保温1 h的退火热处理,研究了不同退火温度对涂层组织和耐蚀性能的影响。结果表明:冷喷涂涂层由大量变形粒子搭接构成,粒子间界面清晰可见。950℃... 详细信息

采用冷气动力喷涂技术在低碳钢表面制备了304不锈钢涂层,并分别进行300、600、800和950℃保温1 h的退火热处理,研究了不同退火温度对涂层组织和耐蚀性能的影响。结果表明:冷喷涂涂层由大量变形粒子搭接构成,粒子间界面清晰可见。950℃退火处理后,涂层组织由等轴晶构成,大量粒子间界面消失。电化学测试结果表明涂层的腐蚀速率随退火温度升高而降低,涂层在950℃退火条件下达到最低腐蚀速率0.145 mm/y。

关键词：冷喷涂 304不锈钢涂层退火处理电化学性能