喷瓷管道瓷层与金属的密着行为研究

采用火焰喷熔工艺在Q2 35金属管道表面喷熔耐蚀的玻璃釉料 ,对瓷层与金属的密着行为进行了研究。喷瓷层与金属的密着是热喷玻璃釉料熔体在基体表面上润湿、铺展和界面反应形成的。试验结果表明 ,热喷釉料在瓷层与金属界面上发生了一系列复杂的物理化学反应 ,形成了一个厚度约 5 0 μm的过渡层 ,铁、镍等元素在界面上发生富集。玻璃熔体侵蚀基体金属 ,溶解表面氧化物 ,在瓷层与金属界面上生成大量的氧化物结晶相。过渡层中岛状、块状的Fe-Ni合金以金属键与基体连接 ;玻璃相通过Fe—O和Si—O键与基体连接 ;玻璃熔体侵蚀基体表面 ,使其变得粗糙、凹凸不平 ,形成机械镶嵌连接。这 3方面共同作用形成了密着层 ,瓷层通过密着层与金属连接     

喷瓷管道用玻璃釉料润湿行为的研究

采用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＳ）等手段,研究了喷瓷管道用玻璃釉料对碳钢基体的润湿行为。研究结果表明,底釉的润湿面积随着温度的升高和恒温时间的延长而增大,在一定的温度和时间下达到最大值。增加基体表面粗糙度和减小面釉在底釉中的含量,可促进润湿性的改善。基体金属进入界面过渡层以及界面过渡层富集密着剂都有利于釉料润湿基体。     

热循环对喷瓷管道瓷层/金属界面的影响

采用焊接热模拟、扫描电镜、电子探针等方法研究了热循环对瓷层／金属界面的影响。结果表明,加热前瓷层与金属之间形成过渡层,基体金属以岛状和桥状与瓷层连接,铁、镍等元素在界面发生富集,瓷层与金属密着良好,加热峰值温度为１３４０℃、、１２００℃和９５０℃时,喷瓷层发生重熔,界面过渡层中岛状基体金属溶解,铁的富集消失,镍仍产生富集,界面结合良好。峰值温度为７００℃时,喷瓷层没有发生熔化,界面形貌及元素分布无     

氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响

利用冲击试验、热震试验和扫描电镜等方法研究了添加氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响规律。试验结果表明，切入氧化铈可以改善玻璃涂层与金属基体的密着性，提高涂层的抗冲击和抗热震性能。氧化铈含量在1%-5%内，氧化铈加入量越多，瓷层的抗冲击和抗热震性能越好。由于氧化铈的存在能加剧瓷层与金属基体的界面反应，从而在界面上形成了更多的Ni-Fe键和铁的枝晶体。Ni-Fe键能提高瓷层的弹性，铁的枝晶体能增强瓷层与基体的连接作用。界面反应使界面上的孔洞消失，形成明显的密着层，因而提高了界面的结合强度。     

氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响

利用冲击试验、热震试验和扫描电镜等方法研究了添加氧化铈对玻璃涂层与金属基体密着性的影响规律。试验结果表明 ,加入氧化铈可以改善玻璃涂层与金属基体的密着性 ,提高涂层的抗冲击和抗热震性能。氧化铈含量在 1%～ 5 %内 ,氧化铈加入量越多 ,瓷层的抗冲击和抗热震性能越好。由于氧化铈的存在能加剧瓷层与金属基体的界面反应 ,从而在界面上形成了更多的Ni Fe键和铁的枝晶体。Ni Fe键能提高瓷层的弹性 ,铁的枝晶体能增强瓷层与基体的连接作用。界面反应使界面上的孔洞消失 ,形成明显的密着层 ,因而提高了界面的结合强度。     

喷瓷管道用玻璃釉料润湿行为的研究

采用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线能谱分析（ＥＤＳ）等手段,研究了喷瓷管道用玻璃釉料对碳钢基体的润湿行为。研究结果表明,底釉的润湿面积随着温度的升高和恒温时间的延长而增大,在一定的温度和时间下达到最大值。增加基体表面粗糙度和减小面釉在底釉中的含量,可促进润湿性的改善。基体金属进入界面过渡层以及界面过渡层富集密着剂都有利于釉料润湿基体。     

喷瓷管道热喷瓷层应力状态分析

计算分析了喷瓷管道热喷瓷层的应力状态。计算结果表明，由于瓷层与金属基体热膨胀系数存在差异，瓷层处于压应力状态，金属基体处于拉应力状态；瓷层所处几何位置不同，其中的应力也存在差异。管道内瓷层的受力状态好于管道外瓷层。随着管道半径的增大，径向应力绝对值减小，瓷层所受的压应力也减小。由于管道内瓷层的半径小于外瓷层的半径，因而内瓷层所受的压应力大于外瓷层的压应力。     

喷瓷管道热喷瓷层应力状态分析

计算分析了喷瓷管道热喷瓷层的应力状态。计算结果表明 ,由于瓷层与金属基体热膨胀系数存在差异 ,瓷层处于压应力状态 ,金属基体处于拉应力状态 ;瓷层所处几何位置不同 ,其中的应力也存在差异。管道内瓷层的受力状态好于管道外瓷层。随着管道半径的增大 ,径向应力绝对值减小 ,瓷层所受的压应力也减小。由于管道内瓷层的半径小于外瓷层的半径 ,因而内瓷层所受的压应力大于外瓷层的压应力     

喷瓷管道热喷瓷层应力状态的分析

对喷瓷管道热喷瓷层的应力状态进行了分析．分析表明,由于瓷层与金属基体热膨胀系数的差异,瓷层处于压应力状态,金属基体处于拉应力状态;瓷层所处几何位置的不同,瓷层中应力也存在差异,管道内瓷层的受力状态好于外瓷层．     

自蔓延喷焊耐磨涂层的基础研究

采用铝热自蔓延高温合成法在钢板表面进行喷焊，研究不同用量自熔性合金粉末所制得的喷焊层的组织及性能，分析了合金元素对基体组织和性能的影响。结果表明：自熔性合金粉末熔化后向基体和喷焊层扩散，在喷焊层中形成大量碳化物，在基体表层形成大片珠光体，大大提高了喷焊层和基体的硬度及耐磨性。将自蔓延用于喷焊，该方法切实可行。