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机械强度2025年第08期:高温抗磨NiCrAlY/Co涂层摩擦磨损性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨荣乾;崔功军;尤世泉;冯小刚;刘宇嵩;

单位:太原理工大学机械与运载工程学院;山西省矿山流体控制工程实验室;矿山流体控制国家地方联合工程实验室;

摘要:为了改善304不锈钢的高温耐磨性能,延长其使用寿命,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了高温抗磨NiCrAlY/Co涂层。分析了涂层形貌、物相组成及显微硬度;研究了304不锈钢和NiCrAlY/Co涂层在不同温度(室温~800℃)的摩擦学性能,并分析了磨损机制。结果表明,涂层形貌良好,与304不锈钢基底冶金结合;涂层由γ-Co、(Cr,Ni)和AlNi_3相组成;涂层平均显微硬度(303 HV)约为基底硬度(194 HV)的1.6倍;相比基底,涂层在200~600℃摩擦因数更小,800℃时摩擦因数接近,并且涂层在600℃时摩擦因数最低(0.5);涂层在室温-800℃下的磨损率均低于基底,且在400℃时磨损率最低[1.91×10~(-5) mm~3/(N·m)],约为基底磨损率的1/3,表明NiCrAlY/Co涂层使304不锈钢的高温耐磨性能得到了改善。在中低温下,基底磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损,NiCrAlY/Co涂层磨损机制主要为磨粒磨损和逐渐轻微的黏着磨损;在800℃下,基底的磨损机制为塑性变形和氧化磨损,涂层的磨损机制为氧化磨损。

关键词:304不锈钢;;激光熔覆;;NiCrAlY/Co涂层;;高温摩擦学性能

基金资助:国家自然科学基金项目(51775365,U1910212);; 山西省基础研究计划项目(202303021211163);; 山西省回国留学人员科研项目(2021-060)~~