超音速火焰噴涂制備納米和微米結(jié)構(gòu)WC-η涂層的耐熔鋅腐蝕性能
本文關(guān)鍵詞: WC-η復(fù)合粉 納米結(jié)構(gòu)涂層 韌性 裂紋擴(kuò)展途徑 耐熔鋅腐蝕性能 出處:《無機(jī)材料學(xué)報》2017年08期 論文類型:期刊論文
【摘要】:以鎢氧化物、鈷氧化物和炭黑為原料,通過原位還原碳化反應(yīng)制備納米WC-η(η為Co_3W_3C、Co_6W_6C等缺碳相)復(fù)合粉,粉末平均粒徑為155 nm。該復(fù)合粉經(jīng)團(tuán)聚造粒制備得到具有高致密性和良好流動性的熱噴涂粉末。以此納米結(jié)構(gòu)和商業(yè)化的微米結(jié)構(gòu)低碳WC-12Co粉末作為喂料,通過超音速火焰噴涂制備硬質(zhì)合金涂層。結(jié)果表明,納米結(jié)構(gòu)涂層中生成了一定量等軸狀的W2C相,裂紋主要沿晶界或相界面擴(kuò)展,而微米結(jié)構(gòu)涂層中除W_2C外還含有較多的W相,主要包裹在WC顆粒表面,穿晶斷裂比例較高,裂紋擴(kuò)展路徑較平滑。由于納米結(jié)構(gòu)涂層組織致密、晶粒細(xì)小、界面積大,因此比微米結(jié)構(gòu)涂層具有更高的硬度和斷裂韌性。兩種涂層在熔融鋅液中浸泡200 h后,微米結(jié)構(gòu)涂層中產(chǎn)生了較多的橫向和縱向裂紋,導(dǎo)致材料的大面積剝落和基材腐蝕;納米結(jié)構(gòu)涂層中沒有發(fā)生鋅的浸蝕,在局部產(chǎn)生了少量縱向裂紋,裂紋間隙被鎢鈷氧化物所填充,反而抑制了熔鋅對涂層的腐蝕,因此納米結(jié)構(gòu)涂層表現(xiàn)出更高的耐熔鋅腐蝕性能。
[Abstract]:Using tungsten oxide, cobalt oxide and carbon black as raw materials, nanocrystalline WC- 畏 (畏 as CO _ 3W _ 3C _ 3C _ C _ 3C _ 6W _ 6C) composite powder was prepared by in-situ reduction carbonization reaction. The average particle size of the powder is 155. The composite powder was prepared by agglomeration granulation to obtain high density and good fluidity of thermal spraying powder. The nanostructured and commercial micron structure low carbon WC-12Co powder was used as feedstock. Cemented carbide coatings were prepared by supersonic flame spraying. The results showed that a certain amount of equiaxed W2C phase was formed in the nanostructured coatings, and the cracks mainly propagated along the grain boundaries or phase interfaces. In addition to W2C, there are more W phases in micron structure coatings, which are mainly wrapped on the surface of WC particles. The transgranular fracture ratio is higher and the crack propagation path is smoother. The microstructure of nanostructured coatings is compact. Because the grain size is small and the boundary area is large, the hardness and fracture toughness of the two coatings are higher than those of the micron coating, and the two coatings are immersed in molten zinc solution for 200 h. There are many transverse and longitudinal cracks in the micrometer coating, which lead to the spalling of the material and the corrosion of the substrate. There is no zinc erosion in nanostructured coatings and a small number of longitudinal cracks occur locally. The cracks are filled with tungsten and cobalt oxide and the corrosion of the coatings is inhibited by zinc melting. Therefore, nanostructured coatings exhibit higher corrosion resistance to molten zinc.
【作者單位】: 北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院新型功能材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(51601004) 北京市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2131001);北京市自然科學(xué)基金(2154045)~~
【分類號】:TG174.4
【正文快照】: 熱鍍鋅工藝以其低成本,方法易行,制備的鍍鋅零部件在大氣、海水、土壤等環(huán)境中具有較高的耐蝕性能,是目前廣泛應(yīng)用的金屬防銹方法之一[1-4]。但是,熱鍍鋅板生產(chǎn)線中使用的沉沒輥、穩(wěn)定輥等部件長期處于460~650℃熔融鋅或鋅鋁熔液中,受到活性很強(qiáng)的鋅液的腐蝕和滲透,輥面易產(chǎn)生
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,本文編號:1480577
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