利用氬弧熔覆技術在Q235鋼表面制備了TiC-FeAlCoCrCuTi_0.4復合涂層,研究了TiC對FeAlCoCrCuTi_0.4顯微組織和性能的影響。結果表明:復合涂層僅由體心立方相（Fe-Cr固溶體）和增強相TiC組成,無其他物質生成。隨TiC添加量增多,組織呈現(xiàn)出由晶粒細化至晶界消失的變化。涂層硬度隨TiC增多而變大,當TiC=35%時,最大硬度為1077.44HV。添加35%TiC涂層耐磨性可達到FeAlCoCrCuTi_0.4的2.27倍。在石油介質中TiC=35%涂層耐蝕性、耐沖蝕磨損性比FeAlCoCrCuTi_0.4涂層分別提高了1.26倍和1.41～1.75倍。 

【文章來源】：材料科學與工程學報. 2020,38(04)北大核心

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【部分圖文】：

預制塊放置

從圖3涂層的顯微組織照片可知，涂層由灰、黑和白三相組成。當TiC含量較少時，其在組織中分布不明顯，涂層由不規(guī)則網(wǎng)格狀組織構成。隨TiC含量增多，網(wǎng)格狀組織逐漸消失，黑色TiC以顆粒狀和枝晶狀彌散分布在涂層中。當TiC=35%時，增強相分布狀態(tài)最均勻，網(wǎng)格狀組織完全消失不見。添加TiC后，由于TiC在凝固過程中的非均勻形核使其對晶粒的細化作用十分明顯。結合圖4和表3EDS能譜結果分析可知，A區(qū)域為TiC增強相，B區(qū)域對應為FeAlCoCrCuTi0.4合金基體，C為富Cu偏析區(qū)。圖4中A區(qū)域的枝晶狀TiC是連續(xù)長大的結果，且連續(xù)長大的生長速度較快，所以枝晶狀TiC較大，尺寸達到了10μm左右。B區(qū)域中除Fe、C元素較多外，其余各元素分布相對均勻，其中Fe、C含量增多則是由高溫下基體Q235的稀釋作用引起。C區(qū)域Cu元素的偏析是因為：元素間混合焓的大小可以顯示原子間的結合能力，通常混合焓越負，原子結合能力越強。Cu-Fe、Cu-Al、Cu-Cr和Cu-Co的混合焓分別為13,-1,12和6kJ/mol，混合焓較大，所以Cu元素在合金凝固進程中與其他元素發(fā)生排斥，于晶界處產(chǎn)生偏析。

表4為不同含量TiC復合涂層的表面硬度。從表可見，隨TiC含量增多，涂層硬度逐漸提高，在TiC=35%時，硬度值達到最大，為1007.44 HV。分析認為涂層具有高硬度值有如下幾方面原因：首先涂層在高熵效應作用下主要由大量的硬質BCC相構成，BCC固溶體相的存在是使涂層具有高硬度的根本；另外涂層組成元素較多，原子半徑差異較大，尤其是Al、Ti元素的存在產(chǎn)生了嚴重晶格畸變，使固溶效果進一步強化，硬度有所提升；大量陶瓷增強相TiC彌散分布在涂層中，且TiC與FeAlCoCrCuTi0.4基體合金熱膨脹系數(shù)不同，二者收縮不一致以致于增強相和基體合金的結合處存在較大應力，造成位錯密度增加，硬度上升；此外，在氬弧熔覆的快速凝固快速冷卻下，晶粒平均尺寸較小，在細晶強化作用下，硬度也會提升。3.3 耐磨性分析

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3076140