30 wt.%碳化物含量(Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷涂层磨损行为

袁建鹏，于月光 ，刘安强

（1. 东北大学，沈阳 110819；2.矿冶科技集团有限公司，北京 100160；3. 中国钢研科技集团有限公司，北京 100081；4. 特种涂层材料与技术北京市重点实验室，北京 102206）

0 引言

近年来，Fe-Al 金属间化合物的应用领域逐渐由块体材料拓展至涂层材料[1-3]。在重型船用柴油机活塞环和气缸内壁组成的摩擦副等需要兼顾高温耐磨损性能和材料成本控制的工业部件的表面防护中，Fe-Al 金属间化合物可以发挥其特长[4-6]。在特定温度范围内，Fe-Al 金属间化合物性能甚至接近于Ni 基、Co 基高温合金材料[7]。其中Fe3Al屈服强度在室温至500℃的温度范围内几乎不降低[8]，该特性保证了Fe3Al 金属间化合物在中高温摩擦磨损工况下的使用稳定性。在Fe3Al 金属间化合物中添加陶瓷强化相也会对金属陶瓷涂层的力学性能有显著影响[9]。研究发现Fe3Al 与CrxCy颗粒具有良好的润湿性，从而可以获得致密的CrxCy/Fe3Al 复合涂层材料[10,11]，但复合方式多为两种材料的机械混合或者团聚制粒。已有文献[12]探讨了原位自生碳化物型 (Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷粉末的物相、组织和微观形貌，但未见对该类型涂层的性能，尤其是高温摩擦磨损性能方面的研究报道。一般认为碳化物含量越高，金属陶瓷涂层的硬度越高，耐磨性也越好。为了探讨较高碳化物含量的(Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷涂层结构、性能，尤其是高温摩擦磨损性能，本文制备了30 wt.%碳化物含量的(Cr,Fe)7C3/Fe3Al 涂层，并研究分析了含有原位自生(Cr,Fe)7C3颗粒的(Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷涂层的耐磨性及其损伤机理，在400℃下测定了高碳含量(Cr,Fe)7C3/Fe3Al 涂层摩擦磨损过程的摩擦系数、体积损失与加载参数、材料性能之间的关系。……