720 / 2021-06-28 15:43:37

钇(Y)元素强化的CoCrNiFe基高温自润滑复合涂层的摩擦学性能研究

采用热压烧结技术在GH4169镍合金表面制备Y(0.5%,1.0%,2.0%,质量分数)强化的CoCrNiFe基高温自润滑复合涂层。系统性研究Y对CoCrNiFe基涂层微观组织和高温摩擦学性能的影响，优化Y元素含量。在室温~1000 ^oC范围内采用球-盘配置的摩擦试验机与Si₃N₄球配副测试涂层的高温摩擦学性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析涂层的微结构及高温摩擦磨损机理。结果表明：涂层由γ-Co(fcc)、ε-Co(hcp)、FeNi₃、Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36和Y₂O₃相组成。在烧结过程中，Y与金属颗粒表面吸附的氧或其他氧化物杂质反应净化了晶界，所生成的Y₂O₃明显改善了涂层的硬度与致密度。涂层的显微硬度和致密度随着Y含量的增加而升高。涂层试样的摩擦系数随温度的升高先减小后增大，800 ^oC时达到最小值，其磨损率变化趋势相反。20~600 ^oC范围内，涂层的磨损率比基底降低0.3~15倍，1000 ^oC时磨损率约为3×10^-5 mm³/N^.m。这归因于涂层的高硬度以及Y₂O₃强化的氧化物润滑层的润滑作用。含1.0%Y涂层表现出最佳的高温摩擦学性能。涂层在低温下的磨损机理为磨粒磨损和轻微的塑性变形，高温时的磨损机理主要为氧化磨损采用热压烧结技术在GH4169镍合金表面制备Y(0.5%,1.0%,2.0%,质量分数)强化的CoCrNiFe基高温自润滑复合涂层。系统性研究Y对CoCrNiFe基涂层微观组织和高温摩擦学性能的影响，优化Y元素含量。在室温~1000 ^oC范围内采用球-盘配置的摩擦试验机与Si₃N₄球配副测试涂层的高温摩擦学性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析涂层的微结构及高温摩擦磨损机理。结果表明：涂层由γ-Co(fcc)、ε-Co(hcp)、FeNi₃、Ni_2.9Cr_0.7Fe_0.36和Y₂O₃相组成。在烧结过程中，Y与金属颗粒表面吸附的氧或其他氧化物杂质反应净化了晶界，所生成的Y₂O₃明显改善了涂层的硬度与致密度。涂层的显微硬度和致密度随着Y含量的增加而升高。涂层试样的摩擦系数随温度的升高先减小后增大，800 ^oC时达到最小值，其磨损率变化趋势相反。20~600 ^oC范围内，涂层的磨损率比基底降低0.3~15倍，1000 ^oC时磨损率约为3×10^-5 mm³/N^.m。这归因于涂层的高硬度以及Y₂O₃强化的氧化物润滑层的润滑作用。含1.0%Y涂层表现出最佳的高温摩擦学性能。涂层在低温下的磨损机理为磨粒磨损和轻微的塑性变形，高温时的磨损机理主要为氧化磨损。