高速激光熔覆cBN增强CoCrNi基复合涂层组织与摩擦学性能研究
编号:19
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更新:2025-03-13 15:47:47 浏览:51次
口头报告
摘要
高压压气机叶片是现代船舶动力系统的重要组成部分,其服役性能直接影响船舶的工作效率及服役可靠性。研究针对船舶高压压气机叶片在服役过程中极易与封严涂层发生过度摩擦导致叶片提前失效的难题,利用超高速激光熔覆技术在叶片主要材料TC11钛合金以及GH4169镍基合金表面开展cBN增强CoCrNi基耐磨复合涂层制备及组织与性能研究;研究结果表明:(1)cBN的加入使得涂层物相由FCC单相转变为了FCC+BCC双相,同时还生成了微米级TiN 和CoCr强化相以及纳米级TiN和CrB沉淀相;在性能方面,cBN的加入使得涂层的耐磨性能提升了5.6倍,由于cBN向hBN的转换,涂层摩擦系数也由0.58降低至0.47,显著提升了涂层的耐磨性能。(2)cBN的加入虽然并未改变金属基体FCC+L12的物相组成,但是原位合成了TiN以及AlN强化相;由于cBN的钉扎效应,涂层的微观组织由柱状晶转变为了树枝晶及等轴晶;基于析出强化、第二相强化以及位错强化,cBN的加入使得涂层硬度提升了91.6HV0.3,同时涂层在25℃以及600℃下均表现出优异的耐磨性,相比较于中熵合金涂层分别提高了3.72倍以及3.23倍;由于cBN在高能激光束下转换为hBN以及高温下涂层表面生成了NiCr2O4等氧化物,涂层在高温下的摩擦系数显著降低,磨痕表面粘着磨损程度显著改善。(3)在合适的超声功率下,超声的引入显著提升了涂层与基材的润湿性,改善了cBN及强化相在涂层内部团簇的问题,减少了涂层内部缺陷,晶粒尺寸相比较于无超声辅助的复合涂层减小了43%;在性能方面,基于细晶强化、弥散强化以及涂层内部缺陷减少,复合涂层硬度提高了16%,耐磨性提高了30%。
关键词
高速激光熔覆,cBN,CoCrNi,涂层,摩擦
稿件作者
李洋
天津职业技术师范大学
蔡志海
陆军装甲兵学院
王海斗
陆军装甲兵学院
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