反应超音速火焰喷涂tictiblt2gtni涂层组织与性能的研究

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1、反应超音速火焰喷涂TiC．TiB2-Ni涂层组织与性能的研究李方坡(材料学)指导教师：王引真教授摘要本文以Ti-B4C．C-Ni为原料，采用反应超音速火焰喷涂技术，制备TiC．T'tB2-Ni涂层，并对涂层合成机理、组织及相关性能进行研究。热力学计算分析表明，自蔓延高温合成TiC．nB2．Ni金属陶瓷过程中的绝热燃烧温度随Ni含量的增加而降低，随预热温度的升高而升高。反应超音速火焰喷涂TiC．TiBz-Ni涂层中除含TiC、TiB2、Ni相外，还含有一定量的Ti(C、M、Ti02、Ti203和NiO相。喷涂粒子经历孕育、飞行反应，碰撞沉积等阶段后

2、形成涂层，涂层呈典型的层状结构。当TiCrriB2比例为1／2时，随Ni含量的增加，涂层组织均匀性增强，夹杂减少，显微硬度降低，结合强度和耐滑动磨损性能呈先升高后降低的变化趋势。Ti-B4C之间的反应趋势明显大于TiC之间的反应趋势。当Ni含量为40％时，随着TiC／T'tB2比例的增加，涂层组织中的夹杂增多，显微硬度和结合强度逐渐降低，涂层耐滑动磨损性能下降。TiB2引入到TiC涂层中可以显著提高涂层的力学性能。Ni含量和lqC／T'tB2比例的相互作用对涂层性能影响并不显著。当Ni含量为40*／,，"liC／'I'tlk比例为1／2时，涂层的

3、滑动磨损量和冲蚀磨损量均为最小，分别为16．5唱和76．9唱。涂层的滑动磨损失效形式主要表现为犁削和脆性剥落。TiC-TtB2增强NiCrBSi涂层的耐滑动磨损性能明显优于NiCrBSi涂层，而略低于NiCr-Cr=IC2涂层，涂层组织中出现了明显的金属相与陶瓷相的偏聚现象，均匀性略低于"tic-2TtB2-40％Ni涂层。冲蚀角度对涂层的耐冲蚀磨损性能有较大影响，在75。角冲蚀作用时，TiCmB2增强NiCrBSi涂层的耐冲蚀磨损性能略低于NiCrBSi涂层和NiCr-Cr3C2涂层；而在30*角冲蚀作用时，面C．TtB2增强NiCrBSi涂层

4、的耐冲蚀磨损性能优于NiCrBSi涂层。关键词：反应热喷涂，超音速火焰喷涂，TiC．TiB2-Ni涂层，摩擦磨损StudyonMicrostructureandPropertiesofReactiveHVOFSprayingTiC-TiB2-NiCoatingsLiFangpo(MaterialScience)DirectedbyProf．WangYinzl蜘AbstractTiC-TiIk-Nicoatingswe∞successfullysprayedOnthesteelsubmatewithlklctive碰ghVelocityOxygen

5、FuelsprayingendTi-B+C-C-NiI崩lctivesy咖m．Thel"t：8ctiveprinciple,microslructmeandproper虹c8ofTiC-TiB2-Nicoatings’wereresearched．Theanalysisofther--modynamicsofTiC-TiB2-Ni咄i五ngthese_Ifl町0Im咖ghigh-temperaturesynthesis他越6∞of"n-B4C-C-Nis)．st眦showsthatadiabatictem非粕如∞decreaseswiththei

6、ncre蛳ofnickelcontent,andincreaseswiththeincreaseofpreheatingtemperature．R髓cdveHighVelocityOxygenFuelspraying1tC-TtB2-Nicoatings峨compo蛾lofthemajorphasesof"tiC，T'tB，Ni，someofTi(C、N)，翰，1102锄dNiO．Laminate啦w：tII∞coatingwas向∞edaftersprayingparticlesexperiencingstagesofpregnant,flig

7、ht“期cd∞andcollidin辱OntheconditionthatTiC／Td勤molarratioisI／2，TiC·TiB2-Nimatrixcoatings’porosity,lardandmicro-hardnessdecreasegraduanywiththeincreaseofnickelcontentHowever,theirbindingsUengthandweftresistanceriseatfirstandthenfallwiththeincreaseofnickelcont∞LThe埘坦c咖ofTi-B4Csyst

8、emismorelikelytooccurthanthatofTi—CSy咖ln．Asnickelcontentis40％，coatin