机械工程学报

作者：李燕乐, 徐同明, 李方义, 李剑峰, 鹿海洋, 杜际雨, 戚小霞

单位：1. 山东大学机械工程学院 济南 250061;2. 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室 济南 250061;3. 浪潮通用软件有限公司 济南 250101;4. 山东大学工程训练中心 济南 250002

关键词：超音速火焰喷涂,Cr3C2-kNiCr涂层,冲蚀磨损,冲击角度,冲蚀率；

基金：国家自然科学基金资助项目(51975338,51975328)。

利用行星式球磨机和超音速火焰喷涂设备制备了6组NiCr含量分别为25%、40%、55%、70%、85%和100%的Cr3C2-kNiCr涂层，采用冲蚀磨损试验系统测试了各涂层在低、中、高冲击角度下的冲蚀率，并观察了涂层表面的冲蚀磨损特征。采用纳米压痕测试仪、断裂韧性测试仪和维氏硬度仪等设备测试了6组涂层的弹性模量、断裂韧性和维氏硬度。测试分析了涂层的截面形貌和孔隙率，分析了粉末的微观形貌、粒度和成分。结果表明，各涂层内、层间和界面质量好，孔隙率低至0.46%以下；各粉末球形度好、粒度分布均匀性和一致性好、元素分布均匀；随着NiCr含量增大，各涂层的显微硬度和弹性模量稳定减小，断裂韧性稳定增大；随着NiCr含量的增加，Cr3C2-kNiCr涂层的冲蚀磨损行为及特征由典型脆性材料逐渐转为典型塑性材料，低冲击角度下抗冲蚀性能逐渐劣化，而高冲击角度下逐渐增强；低、高冲击角度下抗冲蚀磨损的机制分别是高硬度抵抗冲蚀粒子的切入和高韧性通过塑性变形吸收法向冲击能量。因此，可通过调控Cr3C2-kNiCr涂层中NiCr含量来适用不同冲击角度下金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能需求。

来源：2023年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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