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(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)对WC增强Ni基复合涂层组织结构及性能的影响
1
作者
尹自豪
马兴华
+3 位作者
尹宇
马名浩
张树玲
郭峰
《表面技术》
北大核心
2025年第19期153-162,共10页
目的为了优化WC增强Ni基复合涂层的成型品质及其耐磨耐蚀性能,研究采用激光熔覆技术制备(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)/WC/Ni60A复合涂层。方法首先,在25%WC/Ni60A的基础涂层中,添加2%的(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)(0.0≤x≤1.0)双元稀土氧化...
目的为了优化WC增强Ni基复合涂层的成型品质及其耐磨耐蚀性能,研究采用激光熔覆技术制备(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)/WC/Ni60A复合涂层。方法首先,在25%WC/Ni60A的基础涂层中,添加2%的(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)(0.0≤x≤1.0)双元稀土氧化物,利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)等表征工具,对涂层的物相组成、微观结构及元素分布进行分析。运用显微维氏硬度计(HV-1000)、摩擦磨损试验机(UMT-3)以及电化学工作站(CHI-760)等,对涂层的耐磨耐蚀性进行测试。结果通过激光熔覆制备的涂层组织致密,且与基体形成了牢固的冶金结合。XRD分析揭示,该复合涂层主要由γ-Ni枝晶和γ相结构的(Fe,Ni)固溶体构成,而在添加(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)后,还检测到了Ni_(2)Y、Gd_(2)Fe_(17)Si等化合物的析出。由SEM和EDS的观察分析结果可知,涂层厚度约为1.5 mm,熔覆层无孔洞和裂纹等缺陷,组织分布均匀,未出现元素偏析现象。硬度测试数据表明,随着x值的增大,复合涂层的平均显微硬度呈上升趋势,在x=0.8时达到峰值465.61HV,约为基体硬度的2.3倍。在摩擦磨损测试中,当x=0.8时,复合涂层展现出最低的摩擦系数(约0.45)和最小的磨损率(约2.09×10^(‒3) mm^(3)/(N·m)),较未添加(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)的涂层,耐磨损性能提升了58.78%。电化学测试结果则显示,当x=0.2时,复合涂层的耐蚀性能最为优异,此时的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为‒0.3872 V和2.192×10^(‒6) A/cm^(2),但随着x值的继续增大,耐蚀性能逐渐减弱。结论双元稀土氧化物的掺入能够显著提升WC/Ni60A涂层的耐磨耐蚀性能,预示着该材料在极端海洋环境下的表面防护领域具有广阔的应用前景。
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关键词
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能
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职称材料
题名
(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)对WC增强Ni基复合涂层组织结构及性能的影响
1
作者
尹自豪
马兴华
尹宇
马名浩
张树玲
郭峰
机构
青岛理工大学机械与汽车工程学院
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第19期153-162,共10页
基金
国家自然科学基金(52375189)。
文摘
目的为了优化WC增强Ni基复合涂层的成型品质及其耐磨耐蚀性能,研究采用激光熔覆技术制备(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)/WC/Ni60A复合涂层。方法首先,在25%WC/Ni60A的基础涂层中,添加2%的(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)(0.0≤x≤1.0)双元稀土氧化物,利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)等表征工具,对涂层的物相组成、微观结构及元素分布进行分析。运用显微维氏硬度计(HV-1000)、摩擦磨损试验机(UMT-3)以及电化学工作站(CHI-760)等,对涂层的耐磨耐蚀性进行测试。结果通过激光熔覆制备的涂层组织致密,且与基体形成了牢固的冶金结合。XRD分析揭示,该复合涂层主要由γ-Ni枝晶和γ相结构的(Fe,Ni)固溶体构成,而在添加(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)后,还检测到了Ni_(2)Y、Gd_(2)Fe_(17)Si等化合物的析出。由SEM和EDS的观察分析结果可知,涂层厚度约为1.5 mm,熔覆层无孔洞和裂纹等缺陷,组织分布均匀,未出现元素偏析现象。硬度测试数据表明,随着x值的增大,复合涂层的平均显微硬度呈上升趋势,在x=0.8时达到峰值465.61HV,约为基体硬度的2.3倍。在摩擦磨损测试中,当x=0.8时,复合涂层展现出最低的摩擦系数(约0.45)和最小的磨损率(约2.09×10^(‒3) mm^(3)/(N·m)),较未添加(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)的涂层,耐磨损性能提升了58.78%。电化学测试结果则显示,当x=0.2时,复合涂层的耐蚀性能最为优异,此时的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为‒0.3872 V和2.192×10^(‒6) A/cm^(2),但随着x值的继续增大,耐蚀性能逐渐减弱。结论双元稀土氧化物的掺入能够显著提升WC/Ni60A涂层的耐磨耐蚀性能,预示着该材料在极端海洋环境下的表面防护领域具有广阔的应用前景。
关键词
激
光
熔
覆
W
C
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i
6
0
A
涂
层
(
y
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分类号
TG178 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
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作者
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发文年
被引量
操作
1
(Y_(1‒x)Gd_(x))_(2)O_(3)对WC增强Ni基复合涂层组织结构及性能的影响
尹自豪
马兴华
尹宇
马名浩
张树玲
郭峰
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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