等离子熔覆金属涂层

本书是笔者近几年在等离子熔覆技术领域研究成果的总结和概括，主要内容包括：对等离子熔覆技术及其发展的简介，等离子熔覆材料体系的分类，熔覆设备及工艺的研究，以及分别对镍基、钴基和铁基等离子熔覆涂层具体性能的表征和阐述。本书最大的特点是从等离子熔覆技术出发，针对三大等离子熔覆体系(镍基、钴基和铁基)进行了详细介绍，并对各个熔覆层体系的性能进行分析和研究。
本书可供从事等离子熔覆技术及其应用研究的科研工作者参考，书中详细介绍和研究了三大等离子熔覆体系：镍基、钴基和铁基，对从事相关专业的工程技术人员有很大的参考意义，不仅可以参考对比书中涉及的等离子熔覆材料体系，也可在此基础之上继续深入探究本书中研究的熔覆材料体系。
本书亦可供材料科学与工程专业的研究生参考，对有志从事等离子熔覆领域相关研究的研究生，通过本书的阅读和学习，既可以纵览该领域近期的研究发展现状，也能对具体的熔覆材料体系性能有详细的认知。
本书编写分工为：哈尔滨工程大学金国(第1章、第2章)，崔秀芳(第3章、第4章)，杨雨云(第5章)。
在编写过程中，我们力求能够完全遵循原始试验数据结果并且根据数据综合评价和分析，最终得到结论。若读者对书中提及的内容存在疑问或不同意见，欢迎提出并进行有效的沟通和交流。因为单色印刷，文中有些彩色图片不能精确呈现，为此，我们把这些彩色图片以二维码形式放在目录后，供大家参考。
由于水平有限，虽几经评阅和修改，书中难免出现疏漏，望读者不吝赐教，以使本书内容更加准确、完善。

作者
2020年1月

崔秀芳，哈尔滨工程大学，副教授，作为项目负责人承担国家自然科学基金青年基金1项、面上基金3项、装发项目2项，科工局项目1项，军委科委基金1项、国家博士后特别资助项目1项、国家博士后基金及省基金等其他项目11项。 以技术负责人承担国防及国家重大基础研究类子课题2项、军口配套项目及国家重点实验室重点基金等项目6项。以第 一作者/通讯作者发表SCI论文50余篇，其中 JCR 1区30余篇；出版学术专著1部；申请国家发明专利26项，其中8项已授权（第 一发明人），参编教材2部，黑龙江省自然科学奖二等奖1项（排名第 二）。

《等离子熔覆金属涂层》是作者近几年在该领域研究成果的综合和概括，主要内容包括：等离子熔覆技术及其发展简介，等离子熔覆材料体系分类，熔覆设备及工艺研究，以及镍基、钴基和铁基等离子熔覆涂层的具体性能表征和阐述。本书最大的特点是从等离子熔覆技术出发，分别就镍基、钴基和铁基三大等离子熔覆体系涂层的物理、化学等性能进行了详细而深入的研究，为各类涂层的不同应用需求提供科学的研究数据支持。
本书可供表面技术专业研发人员使用，也可供材料科学与工程专业研究生参考。

第1章等离子熔覆技术概述/1
1.1等离子熔覆技术原理与特点1
1.2等离子熔覆技术研究进展4
1.3等离子熔覆技术应用10
1.4等离子熔覆材料10
1.4.1等离子熔覆合金粉末材料的选择原则10
1.4.2等离子熔覆合金粉末材料的分类11

第2章等离子熔覆设备和工艺研究/15
2.1等离子熔覆设备15
2.2等离子熔覆工艺研究16
2.2.1熔覆电流对熔覆层性能的影响17
2.2.2送粉量对熔覆层性能的影响23
2.2.3扫描速度对熔覆层性能的影响28
2.2.4熔覆搭接方式对熔覆层性能的影响29

第3章等离子熔覆镍基涂层/33
3.1Ni15A/Ti复合等离子熔覆层34
3.1.1熔覆材料选择原则34
3.1.2熔覆工艺参数优化35
3.1.3熔覆层Ti含量添加优化36
3.1.4原位合成TiN增强Ni/Ti熔覆层力学性能38
3.1.5原位合成TiN增强Ni/Ti熔覆层摩擦学性能42
3.1.6原位合成TiN增强Ni/Ti合金熔覆层滚动接触疲劳性能47
3.1.7接触疲劳寿命研究53
3.2Ni60/WC/Ti复合等离子熔覆层56
3.2.1熔覆材料体系设计及工艺56
3.2.2WC复合Ni60等离子熔覆层微观形貌57
3.2.3WC复合Ni60等离子熔覆层摩擦学性能60
3.2.4磁场对涂层组织及性能的影响61
3.2.5反应生成第二相对复合涂层组织性能的影响64
3.2.6镍基Ni60复合熔覆粉末界面数值模拟75
3.3Ni60/h-BN/MoS2自润滑等离子熔覆复合涂层83
3.3.1熔覆材料体系设计及工艺83
3.3.2h-BN自润滑剂对等离子熔覆层性能的影响85
3.3.3MoS2自润滑剂对等离子熔覆层性能的影响92

第4章等离子熔覆钴基涂层/103
4.1Co50等离子熔覆层103
4.1.1熔覆材料的选择103
4.1.2Co50等离子熔覆层的组织形貌104
4.1.3Co50熔覆层的稀释率106
4.1.4Co50熔覆层的热疲劳失效行为107
4.1.5Co50熔覆层的界面匹配性研究110
4.2Co50/Nb/CeO2等离子熔覆层115
4.2.1Co50/Nb/CeO2熔覆层的组织结构特征115
4.2.2Co50/Nb/CeO2熔覆层的界面拉伸行为研究121
4.2.3热-力耦合作用下钴基熔覆层表界面的演变131
4.2.4热-力耦合作用下钴基熔覆层的断裂行为与失效机制141
4.2.5热处理对Co50/Nb/CeO2熔覆层力学性能的影响151
4.3磁场作用下的Co50/TiC等离子熔覆层157
4.3.1磁场作用下Co50/TiC熔覆层的制备157
4.3.2磁场对Co50熔覆层界面拉伸性能的影响158
4.3.3磁场对Co50/TiC熔覆层摩擦学性能的影响159
4.3.4磁场对Co50/TiC熔覆层表面冲蚀磨损性能的影响160
4.3.5磁场对钴基熔覆层性能的调控机制162
4.4Stellite6等离子熔覆层168
4.4.1熔覆材料的选择169
4.4.2Stellite6熔覆层的性能169
4.4.3磁场对Stellite6熔覆层组织性能的影响174
4.4.4稀土对Stellite6等离子熔覆层性能的影响180
4.5本章小结192

第5章等离子熔覆铁基涂层/194
5.1Fe-Cr-B-Si/Ta/Zr/Hf复合等离子熔覆层195
5.1.1熔覆材料的选择195
5.1.2多元铁基熔覆层的微观形貌195
5.1.3多元铁基熔覆层的化学成分199
5.1.4多元铁基熔覆层的相结构202
5.1.5硬度分析202
5.1.6抗热疲劳性能203
5.1.7抗冲蚀、磨损性能205
5.1.8时效处理207
5.1.9固溶时效处理分析213
5.2Fe901/Nb/Mo/Co等离子熔覆层218
5.2.1熔覆材料的选择218
5.2.2Fe901/Nb/Mo/Co等离子熔覆层的微观形貌219
5.2.3Fe901/Nb/Mo/Co等离子熔覆层的冲蚀形貌221
5.3Fe901中添加WC/TiC第二相的等离子熔覆层223
5.3.1添加第二相铁基熔覆层的组织形貌223
5.3.2添加TiC、WC第二相铁基熔覆层的抗冲蚀性能224
5.4本章小结226

参考文献/227