【摘 要】
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为了提高GH05高温合金在高温高压水环境下的摩擦性能，在合金表面采用离子源辅助非平衡磁控溅射和多弧离子镀方法分别制备了Cr/DLC和CrN 2种涂层。采用FGD高压釜对涂层进行高温高压试验，采用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层表面及截面形貌，采用UMT高温摩擦磨损试验机、台阶仪、纳米压痕仪分别研究了2种涂层高温高压试验前后的摩擦磨损性能、硬度和弹性模量。结果表明：高温高压试验后，CrN涂层的表面形
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验
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为了提高GH05高温合金在高温高压水环境下的摩擦性能，在合金表面采用离子源辅助非平衡磁控溅射和多弧离子镀方法分别制备了Cr/DLC和CrN 2种涂层。采用FGD高压釜对涂层进行高温高压试验，采用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层表面及截面形貌，采用UMT高温摩擦磨损试验机、台阶仪、纳米压痕仪分别研究了2种涂层高温高压试验前后的摩擦磨损性能、硬度和弹性模量。结果表明：高温高压试验后，CrN涂层的表面形貌和力学性能相较于高温高压前的CrN样品而言变化较小；但Cr/DLC涂层发生了明显的氧化，涂层结构疏松，结合力和硬度显著降低。另一方面，高温高压试验致使Cr/DLC涂层和CrN涂层在干摩擦和水环境下的摩擦系数均升高，可能是由于涂层表面发生了氧化及力学性能劣化。相比于Cr/DLC涂层摩擦性能的急剧下降，CrN涂层经过高温高压试验仍能保持较好的摩擦磨损性能；特别地，CrN涂层在水环境下的磨损率低至1.40×10-7 mm~3/（N·m）,仅为相同试验条件下Cr/DLC涂层磨损率[8.73×10-6 mm~3/（N·m）]的1.60%,CrN涂层大幅提升了高温合金在苛刻工况下的服役性能。
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