反应等离子熔覆原位合成TiN复合涂层微观组织及显微硬度研究

摘要：

TiN相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性.采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了TiN复合涂层.采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性.结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶TiN相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上.复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·√m.

关键词：TiN涂层、反应等离子熔覆、原位合成

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分类号：TG174(金属学与热处理)

资助基金：国家杰出青年科学基金项目51125023;国家科技部973计划项目2011CB013405;国家自然科学基金项目51275526,51275105;清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金项目SKLTKF13A01资助

在线出版日期：2015-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：999-1004