碳化物陶瓷复合涂层中金属成分设计及涂层的制备

发布时间：2020-04-18 16:38

【摘要】：熔融金属腐蚀是最常见的材料失效形式之一,尤其是熔融锌及铝具有强烈的腐蚀性,其中锌与绝大多数金属或合金发生反应,形成铁锌合金和铁铝合金化合物,这些化合物不断地消耗金属中的铁,导致金属材料失效。因此人们研制出许多预防金属腐蚀的方法,热浸镀技术是应用最早、最经济有效的方法之一。采用热喷涂方法制备金属、陶瓷或复合材料涂层是一种可以使热镀锌构件寿命得到提高的途径,国内外也有许多应用的报道,但大多是涉及应用效果和工艺方法,而关于失效机理研究则较少。其中防护层中的金属粘结相是其中的薄弱环节,Zn与涂层中的金属粘结相主要是发生的扩散腐蚀,是导致防护层失效的主要原因。本次试验先选用了Co、Ni、Mo、Cr这四种金属作为基本的试验材料,主要原因是这四种金属常被用作金属粘结相,首先将这四种金属与锌制备成扩散偶,然后将其处于不同的热处理温度以及不同的保温时间,之后分析扩散偶中形成的扩散层组织形貌特征,以及对其扩散行为进行分析,并且讨论影响扩散层厚度的主要因素,结合以上分析,将WC-12Co陶瓷复合涂层、WC-10Co-4Cr陶瓷复合涂层进行耐锌腐蚀试验,发现以上两种涂层的失效原因主要是因为金属粘结相发生了扩散腐蚀,金属粘结相Co与锌生成的脆性相逐渐剥落脱离,其中金属Co与锌液首先生成了γ(Co_5Zn_(21))相,此时该界面锌液浓度降低,Co浓度升高,浓度平衡被打破,随着腐蚀时间的增加,锌液中的锌原子不断向Co-Zn界面处扩散,最终转变成γ_2(CoZn_(13))相,而γ_2(CoZn_(13))相是脆性相,在热应力的作用下产生横向裂纹,并最终导致了整个涂层的失效,而WC-10Co-4Cr陶瓷复合涂层耐锌腐蚀性能要好于WC-12Co陶瓷复合涂层,主要是因为Cr元素的加入,因为Cr几乎不与Zn发生反应,所以有效的阻挡了锌液的入侵。
【图文】：

c 超音速火焰喷涂涂层图 1.1 不同涂层断面形貌Fig. 1.1 A continuous galvanizing lineCo 基合金置于熔融的锌液里探究其各项合金与锌液发生反应并生成金属间化合100μm

图 1.2 等离子喷涂示意图Fig. 1.2 Priciple schematic of plasma的看到，图中右侧是基材以及喷涂后的涂层，，而左侧为一方面起到了很好的保护作用，另一方面还要比较容
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

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本文编号：2632294