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HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层对35CrMo钢基体拉伸和疲劳性能的影响

超音速火焰喷涂,WC-10Co4Cr涂层,拉伸性能,疲劳性能

摘要：深海探测和大洋科学钻探特殊的服役环境对深海钻具的使用性能和服役安全提出了更高的要求。超音速火焰喷涂（HVOF）技术制备的WC-10Co4Cr金属陶瓷防护层具有优异的耐磨耐蚀性能，因此在深海钻具易损零部件的表面防护领域具有十分广阔的应用前景，但在实际服役环境中，WC-10Co4Cr涂层不仅会受到磨损和腐蚀作用，还会受到冲击、拉压、交变载荷疲劳等作用，易使部件发生失效，从而严重降低其服役寿命。因此有必要研究HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层对基体拉伸和疲劳性能的影响。

35CrMo钢具有较高的静强度，是常用的钻杆材料之一，本文采用HVOF技术在35CrMo钢基体上制备了WC-10Co4Cr涂层，采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计等设备对涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度等进行表征；采用万能试验机对涂层体系（包括涂层和基体）进行拉断试验，采用疲劳试验机对涂层体系进行疲劳试验。研究结果表明：HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层具有致密的结构、高显微硬度、低孔隙率等特征，涂层的存在导致涂层体系的屈服强度、抗拉强度以及断后延伸率下降，且涂层越厚这种现象越明显，涂层体系拉伸性能的降低与涂层的脆性有关；有WC-10Co4Cr涂层的35CrMo钢在全部载荷范围内均使35CrMo钢基体的疲劳寿命提高，在低疲劳载荷下35CrMo钢基体的疲劳寿命提高更显著。热喷涂前的喷砂处理使35CrMo钢基体产生残余压应力，抑制了裂纹的萌生和扩展，从而有效提高35CrMo钢基体的疲劳寿命。

关键词：超音速火焰喷涂，WC-10Co4Cr涂层，拉伸性能，疲劳性能