PDF《稀土金属 Y 对真空熔结 N i 基涂层显微组织 和耐磨性的影响》

用D m ax2rB 型X射线衍射仪(XRD ) 分析涂层的相结构;

用HR

2150 型洛氏硬度计和

71 型显微硬度计测定涂 层表面和体相的硬度;

在MM

2200 型摩擦磨损试验 机上进行摩擦磨损试验, 偶件试环材料为淬火态 45# 钢(硬度 52H R C, 半径

20 mm ) , 所用润滑油为 10# 机油, 添加量为

30 滴 分钟(约30 mL m in) , 摩擦磨损 试验条件为转速400 r m in、 载荷200 N. 用02型金 基金项目: 安徽省 十五 科技攻关项目资助(01012031). 收稿日期: 2004208220;

修回日期:

2004211216 联系人宣天鹏, e2 m ail: xtpxm @m ail . hf. ah. cn. 作者简介: 宣天鹏, 男,

1955 生, 教授, 目前主要从事材料表面工程的教学、 研究和开发工作. ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 相显微镜, 以精度为 0.

0025 mm 的测微尺测量试块 的磨痕宽度, 并按下式换算成磨损体积损失: V = [R

2 arcsin b 2R - b

2 R

2 - ( b

2 )

2 ]*L. 式中: V 为磨损体积损失 (10-

3 mm

3 );

R 为对摩环 半径 (mm );

b 为实测涂层试块磨痕宽度 (mm );

L 为 涂层试块磨痕长度(mm ).

2 结果与讨论 2.

1 真空熔结 N i 基涂层的组织和化学组成 图1示出了真空熔结N i60 和N i602Y 合金涂层 的显微组织形貌SEM 照片. 可以看出, 在N i基合金 (a) N i60 (b) N i602Y F ig

1 SEM m icrographs of vacuum fusion sintered N i2based alloy coatings (650*) 图1真空熔结N i 基合金涂层显微组织形貌 SEM 照片(*650) 基体上(A 区域) 分布有块状第二相(B 区域)、 球状第 二相(C 区域) 和针状第二相(D 区域) , 其中不含稀土 的N i60 合金涂层组织中球状相的尺寸不一, 有大量 细长的针状第二相, 而N i602Y 合金涂层组织中球状 第二相的数量较多并细化, 外形更加园整, 针状第二 相基本消失 .

2 种真空熔结N i 基合金涂层组成相的化学成分 和显微硬度列于表1. 可见: 涂层基体为N i基固溶 表1真空熔结 N i 基合金涂层组成相的化学成分(质量分数) 和显微硬度 Table

1 Chem ical composition and m icrohardness of composing phase in vacuum fusion sintered N i-based alloy coatings Compo sing phase M ass fraction % N i60 coating N i Cr Fe Si H V

0 .

1 N i602Y coating N i Cr Fe Si Y H V

0 .

1 M atrix (A ) 69.

36 6.

03 18 .

55 6 .

06 309 .

4 74 .

34 5 .

82 14 .

11 5.

55 0 .

18 461 .

5 B lock2shaped phase (B) 53.

37 26 .

87 13 .

47 6 .

29 855 .

4 50 .

29 33.

66 12 .

48 3.

30 0 .

27 923 .

1 Sphere2shaped phase (C)

9 .

45 69 .

55 19 .

96 1 .

04 1021 .

7 9.

57 70.

58 18 .

58 0.

77 0 .

50 1133 .

5 N eedle2shaped phase (D) 60.

18 8.

69 20 .

41 10.

72 757 .

0 69 .

19 5 .

95 19 .

27 5.

46 0 .

13 803 .

0 体, 其组成以N i 元素为主, 同时含 C r、 Si 及Fe 等元 素;

针状相的N i 含量较高, 以N i3B 和NiB 为主;

球 状相的 C r 含量较高, 以Cr23C6 和CrB 为主;

块状相 的N i 和Cr含量较高, 主要是 C r3N i5Si2 [6 ] . 与不含稀 土的N i60 合金涂层相比, 含微量稀土金属 Y 的涂层 基体和针状相的N i 含量较高, 球、 块状相中的 C r 含 量较高, 涂层各组成相中 Fe 元素的含量均较低 . 与 此同时, 含稀土涂层各组成相的显微硬度明显较高 . 真空熔结时涂层和碳钢母材之间存在较大的浓 度梯度, 由于 Fe 对涂层的 稀释 作用, 涂层中出现 大量的针状组织[7 ] . 与此同时, 真空熔结温度处于涂 层合金的液相线和固相线温度之间, 涂层处于局部熔 融状态, 故合金元素呈现不均匀分布, 进而影响涂层 的结晶特性 . 冷却凝固时, 在成分过冷较大的区域, 第 二相以细长针状析出;