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文檔簡介
1、WC-Co熱噴涂涂層技術(shù)是國內(nèi)外的一個研究焦點。WC-Co涂層技術(shù)可望成為解決重大裝備關(guān)鍵零部件耐磨的關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)外學者對WC-Co材料熱噴涂工藝、涂層組織結(jié)構(gòu)以及常溫性能,進行了大量的研究工作。但對WC-Co涂層斷裂韌性、殘余應(yīng)力及疲勞性能的研究還很少。因此,有必要對此進行系統(tǒng)、深入的研究,為WC-Co涂層的工程應(yīng)用提供強有力的技術(shù)支持。
本論文針對水輪機過流件和關(guān)鍵零部件的力學性能問題,系統(tǒng)地研究了APS和HVOF兩
2、種噴涂方法制備的納米WC-Co、普通WC-Co、WC-12Co以及WC-17Co等涂層力學性能。采用壓痕法測量了涂層彈性模量和斷裂韌性,利用SEM/BSE等技術(shù)分析了壓痕致裂紋擴展機理;利用四點彎曲法測量了涂層界面應(yīng)變能釋放率;同時采用X射線衍射法測量了涂層殘余應(yīng)力;采用高頻疲勞試驗機測量了涂層軸向疲勞,主要得出以下結(jié)論:
(1)APS噴涂納米WC-Co涂層硬度比HVOF噴涂納米WC-Co涂層低402.40HV,約50.3
3、9%;納米WC-Co涂層硬度高于普通WC-Co涂層50.10HV,約4.36%;WC-12Co涂層硬度高于WC-17Co涂層62.40HV,約5.20%;WC-Co涂層硬度沿深度方向呈梯度分布;APS噴涂WC-Co涂層彈性模量比HVOF噴涂WC-Co涂層低125.24,98.42%;納米WC-Co涂層彈性模量比普通涂層高13.00GPa,約5.43%;WC-12Co涂層彈性模量比WC-17Co涂層高40.90GPa,約16.20%;
4、r> (2)APS噴涂WC-Co涂層斷裂韌性比HVOF噴涂WC-Co涂層低1.97MPa.m1/2,約50.00%;納米WC-Co涂層斷裂韌性比普通涂層高0.61 MPa.m1/2,約11.41%;WC-12Co涂層斷裂韌性比WC-17Co涂層低0.38 MPa.m1/2,約7.16%;
(3)APS和HVOF噴涂WC-Co涂層表面應(yīng)力都表現(xiàn)為壓應(yīng)力,且HVOF噴涂層殘余壓應(yīng)力水平比APS噴涂層高85.50MPa,約
5、61.60%;納米WC-Co涂層殘余壓應(yīng)力水平比普通WC-Co涂層高20.89MPa,約10.27%;WC-12Co涂層殘余應(yīng)力水平低WC-17Co涂層18.67MPa,約9.08%;HVOF噴涂WC-Co涂層殘余應(yīng)力均表現(xiàn)為壓應(yīng)力,表面殘余應(yīng)力值比較集中,殘余應(yīng)力沿表面分布較為平緩,沿著深度方向應(yīng)力值浮動較大,呈梯度分布。HVOF噴涂WC-Co涂層中各相殘余應(yīng)力大小及狀態(tài)均不同,WC和W2C相為壓應(yīng)力,而Co6W6C相則為拉應(yīng)力;
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