超音速火焰噴涂WC-10Co4Cr涂層的力學性能及斷裂機理

周夏涼，陳小明，吳燕明，伏 利，王莉容，馬紅海

(1.水利部產品質量標準研究所，杭州 310012；2.水利部杭州機械設計研究所，杭州 310012)

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超音速火焰噴涂WC-10Co4Cr涂層的力學性能及斷裂機理

周夏涼1,2，陳小明1,2，吳燕明1,2，伏 利2，王莉容2，馬紅海2

(1.水利部產品質量標準研究所，杭州 310012；2.水利部杭州機械設計研究所，杭州 310012)

摘要：采用超音速火焰噴涂技術(HVOF)在不銹鋼基體上制備了WC-10Co4Cr涂層，測試了涂層的顯微硬度和結合強度，研究了涂層的物相組成和橫截面、斷裂面的形貌，分析了涂層的斷裂方式和斷裂機理。結果表明：WC-10Co4Cr涂層的平均顯微硬度達1 147.6 HV，結合強度為70 MPa；涂層的拉伸斷裂為典型的脆性斷裂，沒有明顯的塑性變形過程；涂層中顆粒間的孔隙和微裂紋在外應力的作用下形成裂紋，裂紋沿顆粒與顆粒間的界面擴展并伴隨擴展方向的偏轉，最終導致涂層的斷裂。

關鍵詞：超音速火焰噴涂；WC-10Co4Cr涂層；顯微硬度；結合強度；斷裂

0引言

WC-Co金屬陶瓷涂層由于具有高的硬度、與基體好的結合強度和良好的韌性，已廣泛應用于冶金、造紙、水利、航空等領域[1-3]。目前制備WC-Co金屬陶瓷涂層的方法主要有電沉積、激光熔覆和熱噴涂等。熱噴涂技術是利用熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態，并加速形成高速熔滴，噴向預處理的基體表面形成涂層的方法，是一種重要的表面防護和強化技術，可以有效提高材料表面的耐磨性能和使用壽命，節約成本和資源[4]，具有廣闊的應用前景和良好的經濟效益。

熱噴涂WC-Co涂……