论文部分内容阅读
Fe-Cr-Si系合金材料具有良好的耐磨耐腐蚀性能,主要用作于摩擦运动副的表面,对其进行改性,成为近年来耐磨领域的主要研究热点,开发成本低廉、性能优异的耐磨材料并广泛的应用到生产中意义重大。通过金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和能谱分析研究Fe-Cr-Si系合金材料的显微组织与相构成,结果发现,该材料由CrFe4金属间化合物、α-Fe和CrFe8Si组成。观察Fe-Cr-Si系合金涂层材料的过渡层区域,组织致密,随着熔覆层组织的延续,出现细小胞状晶和较粗大的晶胞,并且熔覆层的底部与基体有一层明显的分界线,结合较好。随着从表层到基底Cr含量的减少,硬度呈明显的下降趋势,在过渡层区域,硬度下降的趋势较慢。在磨损试验过程中,Fe-Cr-Si系合金涂层材料的摩擦系数先增大,后减小,并逐渐趋于稳定;当压力载荷增大时,摩擦系数虽然迅速达到较大值,但很快又达到较小的稳定区。在相同的条件下,Fe-Cr-Si系合金涂层材料的磨损量明显小于以铸铁为材料的对磨盘,磨损量以缓慢的速度增加,体现良好的耐磨性能。在磨损试验进行时,尤其是压力载荷增大的情况下,由于Fe-Cr-Si系合金涂层表面很快就形成一层Cr2O3氧化膜,阻挡涂层表面直接与对磨盘接触,Fe-Cr-Si系合金涂层材料能很快进入稳定磨损阶段,磨损率变小。借助高温箱式电炉,分别在500℃~900℃区间内,对Fe-Cr-Si系合金涂层材料进行高温氧化性能测试,氧化时间为6h,结果发现,其表面形貌在500℃和600℃变化较少,随着温度的升高,越来越明显,当达到900℃时,形成一层以Cr2O3为主的致密氧化层,合金元素的扩散减慢,抑制了烧失现象,失重减少,保护基体材料。在900℃条件下进行长时间氧化,氧化层发生烧结,与基体粘结紧密,不易脱落,阻止合金材料的反复氧化,提高了涂层的强度和韧性。Fe-Cr-Si系合金涂层材料在Na2SO4熔盐中进行热腐蚀处理,通过一系列电化学作用,在合金涂层试样的表层形成一层致密的氧化膜,再于氧化膜与熔盐的界面处沉积疏松的氧化物,表面形貌发生明显变化。