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》

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(a) N i60 (b) N i602Y F ig

3 SEM m icrographs of wo rn surfaces of vacuum fusion sintered N i2based alloy coatings (1 000*) 图3真空熔结N i 基合金涂层磨损表面 形貌 SEM 照片(*1 000) N i602Y 合金涂层磨损表面微犁沟数量较少, 破坏较 轻微[图3(b) ]. 在摩擦磨损过程中, 真空熔结N i 基合金涂层中

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1 摩擦学学报第25 卷?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 的针状相前沿产生较大的应力集中;

随试验时间的延 长, 微裂纹萌生、 长大、 扩展, 进而导致局部断裂、 剥落.剥落块在随后的磨损过程中充当磨料而切削涂 层, 导致微犁沟与剥落坑共存, 磨损体积损失增大 . 与 此同时, Fe 对涂层产生 稀释 作用, 当涂层中的 Fe 含量较高时, 涂层与对摩材料的相溶性增加, 故摩擦 系数较大[11 ] . 稀土金属 Y 具有较强的活性和吸附能力, 偏聚 在涂层与氧化膜的界面处, 从而阻碍金属离子的扩 散, 降低氧化膜中的空位浓度, 提高氧化膜的致密性, 降低摩擦力和涂层的磨损体积损失[5 ] . 稀土还可降低 N i 基多元合金系的熔点, 提高熔池合金流动性, 使反 应生成的气体易于逸出, 夹渣便于上浮, 从而提高涂 层的致密性、 韧性和塑性[6 ] . 因此, 稀土金属 Y 在明 显降低N i60 合金涂层摩擦系数的同时还可以提高涂 层的耐磨性 . 此外, 稀土金属 Y 可以阻碍针状第二相 的析出, 增加球状相的数量, 使之更加圆润和细化, 提 高第二相与N i 基固溶体的浸润性, 减小合金涂层的 应力集中, 抑制裂纹萌生和扩展;

稀土还可提高涂层 的硬度, 减轻摩擦磨损过程中的犁沟作用[12 ] . 大尺寸 的稀土原子周围形成了包含很多原子的极化球, 原子 间的结合力与应力场加大, 涂层表面产生较大的压应 力, 而畸变区与位错的交互作用有利于提高滑移系启 动所需的临界应力, 造成裂纹扩展抗力增大, 避免涂 层微观断裂和剥落;

且稀土金属 Y 与润滑介质中的 H 和O 有较大的亲和力, 有利于促进润滑油在涂层 表面的吸附, 改善润滑条件, 降低摩擦系数, 提高耐磨 性[13 ] . 因此,N i602Y 涂层磨损表面仅见微犁沟, 摩擦 系数和磨损体积损失都比不含稀土N i60 涂层的小.

3 结论 a. 稀土金属 Y 可以改善真空熔结N i 基合金 涂层的显微组织, 阻碍针状相的出现, 增加球状第二 相的数量并促进其细化 . b. 稀土金属 Y 可以明显阻碍合金元素的扩 散;

N i602Y 涂层的 N i、 C r 等合金元素的含量较高, Fe 含量较低, 母材中 Fe 对合金涂层的 稀释 作用减 弱.c. 稀土金属 Y 可以明显提高涂层的显微硬 度, 改善涂层的耐磨性, 使N i60 涂层的微犁沟和微观 断裂剥落磨损形式转变为单一的微犁沟磨损 . 参考文献: [

1 ] 林化春, 丁润刚, 姜建平. N i 基合金碳化钨复合涂层显微组织 和相结构的分析[J ]. 金属热处理学报, 1997,

17 (2): 55258. L in H C, D ing R G, J iang J P. M icrostructure and phase structure of N i base alloy chrom ium carbide composite coating [J ]. T ransactions of M e........