第5期(总第168期)山西电力No．5(Ser．168)2011年10月SHANXIELECTRICP0WER0et．2011超音速火焰喷涂WC／Co涂层的组织性能研究毕虎才，董勇军，冀晋川(山西电力科学研究院，山西太原030001)摘要：采用超音速火焰喷涂工艺在TP347不锈钢基体上制备了厚度达180m的WC／Co涂层。采用金相显微镜、x射线衍射仪对涂层的组织及相组成进行了研究，用显微硬度计和wE一10A试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行了测试。结果表明，涂层物相主要由3种组成，分别为WC、W2C、Co3WC。该涂层显微硬度最大达1137HV0．1／20，结合强度可达63．7MPa。关键词：超音速喷涂；涂层；组织结构；性能中图分类号：TG174．442~．9文献标识码：A文章编号：1671—0320(2011)05—0033—030引言其化学成分见表1，规格为20mm×20mm×7mm，准备多个试样待用，在进行超音速火焰喷涂前，用超音速火焰喷涂是20世纪80年代发展起来的一180目砂纸进行粗磨处理。实验采用粒度为360～种高速火焰喷涂法，具有火焰速度高(2000in／s)420目的WC／12Co粉末，主要成分为碳化钨(wc)及喷涂温度相对较低(3000oC)的特点，喷涂粒质量含量为82％～86％，钴(Co)质量含量11％～子速度高，其涂层具有高的结合强度和硬度，使它13％，铬(Cr)质量含量4％～6％；采用MH—W100型在石化、冶金、制造、采矿等行业的应用逐步取代超音速火焰喷涂设备，其喷涂距离300ram；氧气了传统的电镀、热喷涂等手段【l。电厂大量金属压力约2．0MPa；送粉压力0．18MPa。部件在高温、冲击、磨损、腐蚀等环境下，长时采用金相显微镜、x射线衍射仪对涂层的组织间运行会使材料壁厚减薄，强度降低，导致部件及相组成进行了研究，并测试了涂层的结合强度和失效，甚至可能发生人身事故。材料表面喷涂处理硬度。结合粘接用胶型号为F一10。胶接后在烘箱能够改善其性能，提高材料表面的耐磨性，延长使内保温110℃／5h，冷却后放置24h，然后对其进用寿命，降低爆管发生的可能，减少了锅炉的非计行测试。拉伸结合强度试验在WE一10A试验机上进划停运。对防止锅炉部件失效，保证电厂的稳定运行。利用HVS一2000型显微硬度仪测量试样的显微行具有非常重要的意义。硬度，载荷为4．9N，加载时间为20s，选取5个不1超音速火焰喷涂实验材料与方法同试样进行测量，每个试样测试3点。表1"IP347不锈钢管化学成分表基体材料选用TP347不锈钢(1Crl9Nil1Nb)，％收稿日期：2011-04—25，修回日期：2011-07—11作者简介：毕虎才(1978一)，男，山西五寨人，2001年毕业于太原理工大学金相专业，工程师，从事电厂金属部件材料陛能分析及理化探伤工作；2喷涂结果分析董勇军(1965一)，男，山西忻州人，1987年毕业于武汉水利电力大学金属材料及热处理专业，高级工程师，山西电本次试验对基体和喷涂层组织和性能进行了力技术院A级专家，从事电厂金属部件材料性能分析及分析。理化探伤工作；2．1喷涂基体组织及涂层分析冀晋川(1963一)，男，山西太原人，1984年毕业于武汉水利电力大学金属专业，高级工程师，山西省无损检测考委，图1为基体TP347金相组织，金相组织为奥氏从事金属监督技术和管理工作。体，靠近喷涂侧的组织有局部细晶和孪晶，这可能·33·山西电力2011年第5期与初始的表面瞬时高压力喷涂有关，起到局部机械涂层物相主要由3种组成，分别为WC、WC、强化作用；图2为WC／Co涂层截面扫描电镜SEMCoWC；而原始的WC112Co粉末中基本不含wC、(ScanningElec~onMicroscopy)扫描图，靠近最初co3Wc两种物相，说明在喷涂过程中产生新的物相喷涂侧的WC／Co颗粒呈现碎化和细化形貌，这与化。分析其原因，应该是在高温喷涂过程中，WC基体侧表面涂层金相组织分析基本一致。在比较发生部分分解(2wCw。C+C)，高温喷涂颗粒局部远离基体的涂层表现为有原始喷涂粉末材料相类脱碳氧化，未发现有氧化物残留的衍射峰，说明脱似的形貌，同时可以观察到局部的过渡结合面。碳氧化的部分变为CO、CO排放到空气中，或者少结合界面在高速、高压离子流作用下，表现为不量氧化物残留在涂层中，含量非常少，衍射谱未平整的结合。能发现。衍射峰也表明，涂层的大部分物相为WC，表明涂层的WC量分解也非常少，对喷涂过程中氧化作用有较明显的抑制。2．3涂层结合强度及硬度分析涂层硬度是反映涂层质量的重要指标之