激光熔覆NiCrMo和NiCrBSi涂层的微观组织及摩擦学性能研究

曹四龙^1,2，王凌倩¹，周健松¹

1. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室2. 中国科学院大学材料与光电研究中心

摘 要：目前有关NiCrMo合金涂层的高温摩擦学行为和机理研究鲜有报道。为此,利用激光熔覆技术制备了NiCrMo涂层,以研究较广泛、应用较深入的NiCrBSi合金涂层作为对照,通过X射线衍射仪、扫描电镜和Raman光谱仪对涂层的物相组成、微观结构和磨痕形貌、成分进行分析,研究了室温～800℃下2种镍基合金涂层的主要磨损机理。结果表明:NiCrMo合金涂层的微观结构主要由单一的γ-Ni固溶体形成的细小树枝晶组成。NiCrBSi合金涂层中较多含量的B、Si和C小原子主要以Cr₇C₃硬质相和Ni-B-Si共晶组织的形式分布于γ-Ni固溶体中。在室温～400℃时,NiCrMo合金涂层发生严重的磨粒磨损和塑性变形,NiCrBSi合金涂层具有更高的显微硬度和抗塑性变形能力,因而表现出更优异的耐磨性。当温度超过400℃时,Cr₇C₃硬质相和Fe₂O₃的疲劳脱落形成的硬质颗粒加剧了对氧化膜的切削破坏,导致NiCrBSi合金涂层在高温条件下发生严重的磨粒磨损,而NiCrMo合金涂层磨痕表面大量的金属氧化物以及NiMoO₄复合物能够形成连续致密的氧化釉质层起到减摩抗磨的作用,因此具有更好的高温耐磨性。

关键词：NiCrMo合金涂层;NiCrBSi涂层;微观组织;力学性能;高温摩擦学性能;