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PEMFC环境下DLC与WC/a-C薄膜腐蚀行为对比研究
1
作者 王倩倩 毛锋 +1 位作者 何东青 尚伦霖 《表面技术》 北大核心 2026年第6期18-29,共12页
目的研究DLC薄膜、WC/a-C纳米复合薄膜及WC/a-C纳米多层薄膜的机械性能及在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境(70℃,1 mol/L H_(2)SO_(4))下的耐腐蚀性能及导电性能,优选具有优异综合性能的薄膜。方法通过闭合场非平衡磁控溅射(CFU... 目的研究DLC薄膜、WC/a-C纳米复合薄膜及WC/a-C纳米多层薄膜的机械性能及在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境(70℃,1 mol/L H_(2)SO_(4))下的耐腐蚀性能及导电性能,优选具有优异综合性能的薄膜。方法通过闭合场非平衡磁控溅射(CFUBMS)技术在316L不锈钢基体表面分别制备了以上三种薄膜。通过划痕测试、纳米压痕测试和场发射扫描电镜(FESEM)测试研究了薄膜的机械性能和截面形貌。通过电化学阻抗、动电位极化、恒电位极化和界面接触电阻值分析了薄膜的耐腐蚀性和导电性。同时通过FESEM观察分析了薄膜的腐蚀形貌,使用能量色散光谱(EDS)和拉曼测试分析了薄膜的腐蚀产物。结果WC/a-C纳米多层薄膜展现出独特的力学优化特征,纳米多层结构通过界面强化、位错钉扎效应实现了硬度与韧性的协同提升,从而显著提升了其机械性能。在电化学性能方面,相较于DLC薄膜与WC/a-C纳米复合薄膜,WC/a-C纳米多层薄膜具有最高的腐蚀电位(0.194 V)和最小的腐蚀电流密度(2.228×10^(-7)A/cm^(2))。在12 h恒电位极化测试前后,其界面接触电阻(ICR)值均为最低且变化最小,为8.84 mΩ·cm^(2)(测试前)和9.95 mΩ·cm^(2)(测试后)。结论纳米多层界面能够有效抑制腐蚀性离子的渗入与扩散,显著提高了WC/a-C纳米多层薄膜的耐腐蚀性能。在1.4 MPa压力下,其导电性优于DLC薄膜及WC/a-C纳米复合薄膜。 展开更多
关键词 DLC薄膜 wc/a-C纳米复合薄膜 wc/a-C纳米多层薄膜 双极板 腐蚀性能 导电性能
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WC基硬质合金(Co/Ni/Fe)黏结相的作用机理及研究现状
2
作者 范才河 吴科君 +4 位作者 刘咏 倪颂 刘俊伟 何选梓 丁欣瑶 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第2期715-741,共27页
硬质合金因其优异的力学性能和耐磨性,在机械加工、采矿和精密制造等领域得到广泛应用。目前,为突破现有硬质合金材料的性能瓶颈,优化黏结相成分、改善黏结相组织、拓展新型制备工艺和提升两相界面性能已成为国内外学者重点研究方向。... 硬质合金因其优异的力学性能和耐磨性,在机械加工、采矿和精密制造等领域得到广泛应用。目前,为突破现有硬质合金材料的性能瓶颈,优化黏结相成分、改善黏结相组织、拓展新型制备工艺和提升两相界面性能已成为国内外学者重点研究方向。本文系统综述了钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等传统黏结相的优缺点,阐明了不同黏结相的黏结机理与作用机制,重点剖析了国内外学者在硬质合金性能优化方面的研究进展与应用突破,并对未来硬质合金黏结相的发展方向进行了展望,为高性能硬质合金材料的设计与开发提供新思路和新方法。 展开更多
关键词 wc基硬质合金 黏结相 润湿性 机器学习
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基于热-流-固耦合的WC颗粒激光弥散化定向分布模拟
3
作者 王蕾 周天 +2 位作者 张泽琳 郭钰瑶 夏绪辉 《金属热处理》 北大核心 2026年第1期309-316,共8页
采用数值模拟方法,分析了激光弥散化工艺中熔池稳定熔融阶段的热流场分布、WC颗粒的运动轨迹及其在强化层中的分布规律,构建了基于热-流-固耦合的多物理场模型,揭示熔池内部流动特性及其对WC颗粒运动的影响。结果表明,Marangoni对流是... 采用数值模拟方法,分析了激光弥散化工艺中熔池稳定熔融阶段的热流场分布、WC颗粒的运动轨迹及其在强化层中的分布规律,构建了基于热-流-固耦合的多物理场模型,揭示熔池内部流动特性及其对WC颗粒运动的影响。结果表明,Marangoni对流是影响熔池流动的主导因素,流速随温度梯度和光斑半径变化。不同工艺参数显著影响WC颗粒的运动模式及最终分布,较小光斑半径或低线能量密度导致WC颗粒局部富集,而适中光斑半径和线能量密度有助于WC颗粒的均匀沉积。通过优化工艺参数,提出了浅层均匀分布法和深层均匀分布法,实现了WC颗粒在不同深度强化层的稳定均匀分布。 展开更多
关键词 激光弥散化工艺 Marangoni对流 wc颗粒分布 数值模拟
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不同粘结相含量WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的微观组织及性能差异研究
4
作者 张帆 袁德林 +1 位作者 叶育伟 陈颢 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期740-747,共8页
采用同一工艺制备了两组不同粘结相含量的WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金,研究了WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的组织结构变化趋势及性能差异,结果表明,两组WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的粘结相均为单相结构,粘结相含量增加会引起合金平均晶粒尺寸的增... 采用同一工艺制备了两组不同粘结相含量的WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金,研究了WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的组织结构变化趋势及性能差异,结果表明,两组WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的粘结相均为单相结构,粘结相含量增加会引起合金平均晶粒尺寸的增大,在性能上表现为硬度、矫顽磁力下降,而钴磁、抗弯强度和冲击韧性均呈上升趋势。同一粘结相含量下,WC-Co硬质合金的钴磁、矫顽磁力、抗弯强度均高于WC-Ni-Fe硬质合金。粘结相含量较高时,WC-Ni-Fe硬质合金则展现出更好的冲击韧性,最高可达5.9 J/cm^(2)。WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金具有相似的摩擦磨损行为,随着粘结相含量的增加,合金的磨损程度逐步加剧。当合金中具有相同的粘结相含量时,WC-Co硬质合金的耐磨性略好于WC-Ni-Fe硬质合金。 展开更多
关键词 wc-CO wc-Ni-Fe 微观组织 力学性能 摩擦磨损
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自阻加热热处理对Ni60/WC涂层组织及性能的影响
5
作者 王文平 李骁 +2 位作者 赵志成 程旺军 王斐 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第3期136-143,共8页
为改善激光熔覆涂层的微观组织及力学性能,以Ni60/WC涂层为研究对象,提出一种利用脉冲直流电对激光熔覆涂层进行自阻加热热处理的工艺方法。首先,在电流密度为3.33 A/mm^(2)的条件下,对Ni60/WC涂层分别进行1 h和2 h的自阻加热热处理实... 为改善激光熔覆涂层的微观组织及力学性能,以Ni60/WC涂层为研究对象,提出一种利用脉冲直流电对激光熔覆涂层进行自阻加热热处理的工艺方法。首先,在电流密度为3.33 A/mm^(2)的条件下,对Ni60/WC涂层分别进行1 h和2 h的自阻加热热处理实验。其次,利用扫描电镜和X射线衍射对涂层的物相组成和微观组织的变化进行分析,并对热处理前后试样的力学性能进行测试。结果表明,在选择性加热效应的作用下,电流规避了涂层中的硬质相,产生局部高温导致WC发生二次分解;同时,γ-(Ni,Ti)固溶体中的Ti、Cr和C原子在电流的作用下发生扩散,且涂层相变朝着电导率增加的方向进行;此外,由于电流降低形核势垒并结合快速冷却作用,使形核速率显著提高,且晶粒尺寸减小约99%,最终获得细小的γ-(Ni,Ti)晶粒。对比结果显示,热处理后涂层的显微硬度、断裂韧度和摩擦磨损性能均得到了显著提升。直流电通过选择性加热效应和非热效应,规避了晶粒缺陷,增强了原子扩散能力,提高了形核速率,细化了涂层中的晶粒。 展开更多
关键词 热处理 激光熔覆 微观组织 摩擦和磨损性能 Ni60/wc涂层
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飞行器运输振动下GH4169/WC激光熔覆复合涂层摩擦磨损性能研究
6
作者 林婕 张海瑞 +3 位作者 丁昊昊 姚鑫宇 姚重阳 王尧 《材料导报》 北大核心 2026年第4期107-116,共10页
针对飞行器机构在运输、转载、挂飞等工况下的磨损失效问题,结合激光熔覆技术制备GH4169/WC复合涂层,开展激光熔覆工艺参数优化研究以及材料在运输振动工况下的常温干摩擦磨损行为和机理研究。基于田口-灰色关联理论,建立了GH4169/WC复... 针对飞行器机构在运输、转载、挂飞等工况下的磨损失效问题,结合激光熔覆技术制备GH4169/WC复合涂层,开展激光熔覆工艺参数优化研究以及材料在运输振动工况下的常温干摩擦磨损行为和机理研究。基于田口-灰色关联理论,建立了GH4169/WC复合材料激光熔覆工艺参数优化方法,对激光熔覆工艺参数进行优化。以实际地面运输试验数据作为输入,开展飞行器机构动力学仿真与有限元分析,确定磨损试验中接触应力、滑动速度等试验参数。利用往复摩擦磨损试验机开展不同接触参数下的摩擦磨损试验,对比GH4169/WC复合涂层与单一GH4169材料的耐磨性能,分析磨损形貌和磨损量随接触应力与滑动速度的变化规律和机理。结合田口-灰色关联理论成功将多响应目标转化为单一灰色关联度,实现了激光熔覆工艺的优化。优化后的激光功率为650 W,扫描速度为2 mm/s,送粉速率为4.7 g/min。并且预测的灰色关联度(0.6697)与实验值(0.6729)吻合较好,误差仅为0.5%。同时,与单一GH4169镍基高温合金相比,GH4169/WC复合涂层磨损深度以及对磨副磨损量均得到了降低。田口-灰色关联法能够快速准确地实现复合材料激光熔覆工艺参数优化,有效提高熔覆层质量,为激光熔覆复合材料的工业应用提供了理论依据。同时,利用激光熔覆技术制备GH4169/WC复合涂层能够提高材料耐磨性能,改善飞行器在运输、转载、挂飞等工况下的磨损失效问题。 展开更多
关键词 激光熔覆工艺优化 GH4169/wc复合涂层 田口-灰色关联法 摩擦磨损 磨损机理
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45钢表面激光熔覆SiC/WC增强316L复合涂层的组织和性能研究
7
作者 李成 雒设计 +1 位作者 韩礼红 何勇 《热加工工艺》 北大核心 2026年第6期157-165,172,共10页
采用激光熔覆技术制备了3种复合涂层(SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr合金涂层),并使用OM、SEM、XRD对涂层显微组织、物相组成进行了分析,使用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对其显微硬度及摩擦磨损性能进行了测定。结果表... 采用激光熔覆技术制备了3种复合涂层(SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr合金涂层),并使用OM、SEM、XRD对涂层显微组织、物相组成进行了分析,使用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对其显微硬度及摩擦磨损性能进行了测定。结果表明:SiC增强316L复合涂层主要由SiC、γ-Fe相组成;WC增强316L复合涂层主要由WC、γ-Fe相组成;FeCr涂层由Fe-Cr相组成。随着扫描速度增加,熔池冷却速度加快,结晶过程中原子扩散时间缩短,形成了更细小且均匀的晶粒结构,从而提高了涂层的硬度和耐磨性,降低了摩擦系数。直观的体现为涂层截面平均显微硬度提高,涂层晶粒明显细化,摩擦系数减小,耐磨性提高。对3种涂层来说,3 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为320、308、270 HV0.2,5 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为380、370、305 HV0.2。各涂层摩擦系数大小顺序为:45钢基体(0.8)>WC-3(0.59)>SiC-3(0.45)>WC-5(0.42)>SiC-5(0.4)。在3种涂层中,5 mm/s扫描速度下制备的SiC增强316L复合涂层具有最大的平均显微硬度380 HV0.2,约为基体的2.7倍,摩擦系数为0.4,约为基体的1/2,表现出较好的耐磨性能,涂层磨损机制为磨粒磨损。 展开更多
关键词 激光熔覆 SiC/wc增强316L复合涂层 显微组织 耐磨性能
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CeO_(2)对WC-Co-Cr基涂层组织及摩擦学性能的影响研究
8
作者 徐瑞 张帅 +4 位作者 尹高天 李飞 李慧 刘树峰 鲁飞 《表面技术》 北大核心 2026年第1期208-216,共9页
目的采用热喷涂工艺制备WC基硬质涂层,是基材表面强化领域的一种高效技术手段。传统WC基涂层存在高温脱碳问题,耐磨损性能不足,亟需开发新的材料组分及技术手段以提升涂层的综合性能。方法通过机械混合制备不同稀土添加量的稀土复合WC-1... 目的采用热喷涂工艺制备WC基硬质涂层,是基材表面强化领域的一种高效技术手段。传统WC基涂层存在高温脱碳问题,耐磨损性能不足,亟需开发新的材料组分及技术手段以提升涂层的综合性能。方法通过机械混合制备不同稀土添加量的稀土复合WC-10Co-4Cr-xCeO_(2)(x=0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%,质量分数)喷涂粉体。采用等离子喷涂技术,制备稀土改性WC-Co-Cr基涂层,系统研究了CeO_(2)对复合涂层微观结构、硬度、结合强度及耐磨损性能的影响,分析了CeO_(2)加入对喷涂涂层高温脱碳行为的影响规律。结果试验结果表明,引入CeO_(2)并未改变涂层的物相组成,当CeO_(2)添加量为2.0%时,WC-10Co-4Cr-2.0%CeO_(2)涂层硬度达到1464HV0.5,相较未添加稀土的WC-10Co-4Cr涂层提升了42%,改性WC涂层的结合强度较原始涂层提升了28.9%。此外,稀土改性形成的CeO_(2)-Cr-WC连续包覆结构,并辅以热处理,通过降低局部氧分压和物理阻隔的共同作用,有效抑制了WC的高温脱碳。经热处理后,WC-10Co-4Cr-2.0%CeO_(2)涂层的磨损量最低达1.8 mg,摩擦系数同步降低至0.547,表现出最佳的耐磨损性能。结论CeO_(2)加入可以有效提升涂层的硬度和耐磨损性能,稀土CeO_(2)复合WC涂层可替代传统WC基涂层进行基材表面强化。 展开更多
关键词 wc-Co-Cr CeO_(2)改性 等离子喷涂 热处理 耐磨性能
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316L不锈钢表面CoCrFeNiMo/WC高熵合金激光熔覆层的性能研究
9
作者 雷翠翠 原一高 张建国 《热加工工艺》 北大核心 2026年第6期88-97,共10页
采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了CoCrFeNiMo/WC熔覆层,借助OM、XRD、SEM、显微硬度计、往复式磨损试验机、电化学工作站以及腐蚀磨损实验机等,对熔覆层的成形质量、相结构、微观组织、显微硬度、耐磨性、耐蚀性和耐腐蚀磨损... 采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了CoCrFeNiMo/WC熔覆层,借助OM、XRD、SEM、显微硬度计、往复式磨损试验机、电化学工作站以及腐蚀磨损实验机等,对熔覆层的成形质量、相结构、微观组织、显微硬度、耐磨性、耐蚀性和耐腐蚀磨损性能进行了分析。结果表明:激光熔覆过程中,CoCrFeNiMo/WCx(x=0、10、20、30、40,wt%)熔覆层与基体间形成了良好的冶金结合,但随WC含量的增大,熔覆层的成形质量有所下降,且熔覆层的显微组织显著变化;由羽毛状、花瓣状枝晶(x=0wt%)转变为柱状和胞状晶(x=10wt%),并进一步形成雪花状、鱼骨状组织(x=20wt%),最终形成大量、致密的枝晶状结构(x≥30wt%),晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势。随WC含量的增大,x≤10wt%时,熔覆层的相结构为FCC+σ相,x≥20wt%时,熔覆层中产生Fe3W3C、Co3W3C、W2C和W3C等碳化物;随WC含量的增大,熔覆层的硬度增大,磨损率降低,耐腐蚀性能呈先增大后降低的趋势。熔覆层的耐腐蚀磨损性能存在一个最佳的WC加入量(x=20wt%)。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 wc 显微组织 CoCrFeNiMo wc
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WC颗粒增强激光定向能量沉积Co基耐磨涂层强韧化行为研究
10
作者 岳海涛 王嘉鹏 +3 位作者 吕宁 郭辰光 戴卫兵 薛胜利 《表面技术》 北大核心 2026年第4期102-114,共13页
目的满足工程机械关键零部件在高载荷、强摩擦和冲击等严苛工况下的服役需求。方法采用激光定向能量沉积技术,结合变工艺间断搭接加工策略,制备了不同质量分数WC颗粒(0%~50%)的WC/Co基复合涂层,系统性地分析了WC颗粒含量变化对WC/Co基... 目的满足工程机械关键零部件在高载荷、强摩擦和冲击等严苛工况下的服役需求。方法采用激光定向能量沉积技术,结合变工艺间断搭接加工策略,制备了不同质量分数WC颗粒(0%~50%)的WC/Co基复合涂层,系统性地分析了WC颗粒含量变化对WC/Co基复合涂层成形质量、显微组织、物相组成、宏微观硬度、抗冲击性、耐磨性及强韧化行为的影响规律。结果研究结果表明,随着WC颗粒含量的增加,熔池流动性下降,气体逸出受阻,导致涂层表面间距增大、孔隙率上升。添加WC颗粒显著提升了涂层的硬度和耐磨性,其增强机制主要包括硬质颗粒强化、晶粒细化强化、弥散强化以及颗粒遮挡保护效应。随着WC含量从0%增加至50%,涂层在冲击载荷下的抗变形能力持续增强,但WC含量过高会导致涂层内部产生裂纹缺陷,从而削弱局部承载能力。当WC颗粒含量为40%时,WC/Co涂层展现出最佳的强韧性平衡,兼具较高强度与良好韧性,有效提升了涂层的整体耐久性。结论揭示了WC颗粒含量与WC/Co基复合涂层性能的内在关联,为高性能陶瓷颗粒增强金属基复合涂层的优化设计提供了普适性理论依据和性能调控技术指导。 展开更多
关键词 激光定向能量沉积 wc颗粒 复合涂层 微观结构 力学性能 强韧化行为
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中高熵合金黏结相WC基硬质合金制备工艺及强韧化机理研究进展
11
作者 蒋文婷 丁欣瑶 +5 位作者 李秀容 吴科君 范才河 陈明 杨金海 倪颂 《硬质合金》 2026年第1期86-106,共21页
硬质合金因其优异的力学性能被广泛应用于切削加工、航空航天等领域,MEAs/HEAs拥有独特的高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和“鸡尾酒效应”,展现出作为新型黏结相的潜力。本文系统综述了MEAs/HEAs黏结相在WC基硬质合金中的成分设... 硬质合金因其优异的力学性能被广泛应用于切削加工、航空航天等领域,MEAs/HEAs拥有独特的高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和“鸡尾酒效应”,展现出作为新型黏结相的潜力。本文系统综述了MEAs/HEAs黏结相在WC基硬质合金中的成分设计、制备工艺、微观组织演变机制及强韧化机理等方面的研究成果,阐述了MEAs/HEAs黏结相通过缓慢扩散效应和界面反应等机制抑制WC晶粒长大、固溶强化和裂纹偏转等机制提升力学性能的作用机理。然而,WC-MEAs/HEAs硬质合金仍存在界面反应机制不明确、工业化烧结工艺不成熟等问题,未来应着力开发机器学习辅助的成分设计方法,优化烧结工艺,建立成分-性能评价体系,推动MEAs/HEAs黏结相硬质合金的发展。 展开更多
关键词 wc硬质合金 中高熵合金 黏结相 微观组织 强韧化机理 力学性能
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回火处理对铁基合金-WC涂层耐磨性能的影响
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作者 张玺 何丽 +3 位作者 吴菲菲 刘文卓 解芳 翟长生 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期109-115,共7页
为提高45钢的耐磨性,采用火焰喷涂+真空重熔工艺在45钢表面制备了铁基自熔合金涂层,并通过添加WC颗粒和回火处理改善涂层性能。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机等仪器测试分析了... 为提高45钢的耐磨性,采用火焰喷涂+真空重熔工艺在45钢表面制备了铁基自熔合金涂层,并通过添加WC颗粒和回火处理改善涂层性能。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机等仪器测试分析了各涂层的表/截面性能。结果表明,铁基自熔合金涂层主要由Cr_(7)C_(3)、Fe_(2)Si等硬质相及(Fe,Cr)、(Ni,Cr,Fe)等固溶体相组成。添加WC可细化涂层枝晶结构,提高涂层显微硬度(从993.15 HV0.5提升至1057.73 HV0.5),降低涂层表面摩擦系数(从0.879降至0.556),但涂层表/截面的孔洞缺陷略有增加。添加WC并经回火处理后,涂层枝晶分布更为均匀,孔洞缺陷大幅度减少,涂层显微硬度进一步提升至1060.06 HV0.5,摩擦系数进一步降低至0.531,磨损表面平坦均匀,耐磨性能显著优于其他两种涂层。 展开更多
关键词 回火处理 铁基自熔合金 wc 耐磨性
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不同预制体孔数量下WC/Fe基复合材料温度场及应力场模拟
13
作者 杨林 张飞 +4 位作者 李祖来 吴迪 石一凡 杨智祥 付函位 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第1期55-60,共6页
采用ProCAST软件对不同预制体孔数量下WC增强高铬铸铁基复合材料的温度场和应力场进行模拟。结果发现,砂型铸造时不同预制体孔数量所产生的应力分布存在显著差异。三孔数量的预制体对金属液的缓流效果最明显,产生的应力更小,金属液的最... 采用ProCAST软件对不同预制体孔数量下WC增强高铬铸铁基复合材料的温度场和应力场进行模拟。结果发现,砂型铸造时不同预制体孔数量所产生的应力分布存在显著差异。三孔数量的预制体对金属液的缓流效果最明显,产生的应力更小,金属液的最大流速仅为1.561 m/s,其等效应力为655.8 MPa,温度场及应力分布更均匀。通过铸造试验成功制备了结合良好的WC/Fe基复合材料。 展开更多
关键词 wc/Fe基复合材料 预制体孔 温度场 应力场
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粗细晶异质结构WC-Co硬质合金摩擦学行为研究
14
作者 何冠宇 刘风坤 +2 位作者 龙开琳 何莹 杨明 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第2期34-40,共7页
摩擦层的弹塑性适应能力是WC-Co硬质合金提升耐磨性能的新的关键点,通过高温热压烧结技术成功制备了粗/细晶层状WC-Co复合材料,探究了其异质结构对摩擦磨损行为的调控机制。通过聚焦离子束,激光共聚焦显微镜,透射电子显微镜,同轴透射菊... 摩擦层的弹塑性适应能力是WC-Co硬质合金提升耐磨性能的新的关键点,通过高温热压烧结技术成功制备了粗/细晶层状WC-Co复合材料,探究了其异质结构对摩擦磨损行为的调控机制。通过聚焦离子束,激光共聚焦显微镜,透射电子显微镜,同轴透射菊池衍射等分析了粗细晶界面处的摩擦响应。结果表明:异质结构样品展现出区域依赖性的磨损响应,细晶区通过晶界钉扎效应抑制裂纹萌生,而粗晶区在界面约束下形成高密度几何必需位错,显著提升应变硬化能力。粗细晶界面处粗晶中激活了大量层错和高密度几何必须位错,界面粗晶的硬度与H^(3)/E^(2)值较均质粗晶分别提升21.8%和84.9%,证实背应力强化与应变梯度协同作用对耐磨性的关键贡献。本研究为基于异质结构设计的高性能耐磨材料开发提供了理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 wc-CO硬质合金 异质结构 位错行为 摩擦响应
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球磨时间对2%(Ta,Nb)C硬质合金WC晶粒圆度和力学性能的影响
15
作者 于涛 罗学全 +3 位作者 陈利 瞿峻 温光华 李思敏 《硬质合金》 2026年第1期18-24,43,共8页
利用EBSD方法定量统计WC晶粒圆度,探索球磨时间对合金组织结构、WC晶粒圆度及力学性能的影响规律。本研究首次明确:当球磨时间在5 h至30 h内增加时,WC晶粒和(Ta,Nb,W)C固溶体持续细化,WC晶粒平均圆度从0.71提升至0.78,其平均圆度提升9.... 利用EBSD方法定量统计WC晶粒圆度,探索球磨时间对合金组织结构、WC晶粒圆度及力学性能的影响规律。本研究首次明确:当球磨时间在5 h至30 h内增加时,WC晶粒和(Ta,Nb,W)C固溶体持续细化,WC晶粒平均圆度从0.71提升至0.78,其平均圆度提升9.9%;小粒径WC(D_(eq)≤0.9μm)晶粒占比是影响合金平均圆度的关键因素,其占比从球磨5 h的35.7%大幅增加至30 h的83.1%,平均圆度提升8.1%,提升幅度占合金的81.8%;随着球磨时间增加,合金的硬度、抗弯强度持续升高,而断裂韧性持续下降,疲劳性能则先升后降,高温硬度下降幅度显著增大;最优球磨时间为25 h,此时合金兼具较高硬度(1521HV)、抗弯强度(3489 N/mm^(2))与疲劳性能,且断裂韧性下降幅度可控。本研究通过揭示球磨时间对WC晶粒圆度与力学性能的调控规律,为制备综合性能优异的硬质合金提供了关键指导。 展开更多
关键词 硬质合金 球磨时间 wc晶粒圆度 力学性能
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NbC对WC基硬质合金微观组织及力学性能的影响
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作者 宋绍峰 李秀兰 +3 位作者 周新军 尤飞 熊灿 陈尧 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期150-158,共9页
为了改善WC基硬质合金的综合性能,以Cu-10Ni-5Mn-3Sn为黏结合金,采用无压熔渗法,制备添加了不同NbC质量分数(0、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)的WC基硬质合金。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能试验机、洛氏硬度计等分... 为了改善WC基硬质合金的综合性能,以Cu-10Ni-5Mn-3Sn为黏结合金,采用无压熔渗法,制备添加了不同NbC质量分数(0、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)的WC基硬质合金。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能试验机、洛氏硬度计等分析了不同NbC含量对硬质合金微观组织和力学性能的影响,并探究了NbC作为抑制剂的作用机理。实验结果表明,添加适量NbC(≤1.0%)减缓了WC在黏结相中的溶解-析出过程,达到了细化晶粒的效果。当NbC添加过量(>1.0%)时,脆性较大的Ni_(2)W_(4)C、Nb_(4)Ni_(2)C、(Nb,W)C逐渐产生。随着NbC含量的增加,合金中WC平均晶粒尺寸先减小后增大,硬度和抗弯强度先升高后降低,断裂韧性则先降低后升高。当添加1.0%NbC时,合金的硬度和抗弯强度达到最大值,分别为93.4 HRA和1808.8 MPa,此时,合金断口形貌主要为脆性断裂,断裂韧性值较低。 展开更多
关键词 wc基硬质合金 黏结合金 无压熔渗 微观组织 力学性能 NBC 抑制剂
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高频感应熔覆-电接触强化复合工艺制备WC/Ni60涂层的组织与性能
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作者 毕雅萱 赵帅 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期334-339,共6页
采用高频感应熔覆-电接触强化复合工艺,在退火态42CrMo钢表面制备了WC/Ni60涂层,涂层经处理后形成345~520μm的有效致密层,并通过超景深显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对涂层的微观组织和力学性能进行分析。结果表明... 采用高频感应熔覆-电接触强化复合工艺,在退火态42CrMo钢表面制备了WC/Ni60涂层,涂层经处理后形成345~520μm的有效致密层,并通过超景深显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对涂层的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,电接触强化处理显著细化WC/Ni60涂层的晶粒,提高涂层的致密性。电接触强化处理后,涂层中生成了W_(2)C、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)等硬质相,涂层显微硬度从电接触强化前的600~650 HV0.2提高至700~900 HV0.2。电接触强化后涂层耐磨性表现优异,10 h磨损试验后,其磨损量分别仅为未强化涂层和42CrMo钢基体的18%和13%,耐磨性分别提升了5.6倍和7.7倍。 展开更多
关键词 高频感应熔覆 电接触强化 wc/Ni60涂层 组织 显微硬度 耐磨性
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WC含量对激光熔覆WC/15-5PH不锈钢复合涂层组织和性能的影响
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作者 王志强 武辉 赵汉卿 《机械工程材料》 北大核心 2026年第2期27-35,共9页
采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备WC质量分数分别为0,10%,20%,30%的WC/15-5PH不锈钢复合涂层,研究了涂层的微观结构、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:WC/15-5PH不锈钢复合涂层主要由α-Fe、马氏体、Fe-Cr、(Fe,Ni)、Cr_(7)C... 采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备WC质量分数分别为0,10%,20%,30%的WC/15-5PH不锈钢复合涂层,研究了涂层的微观结构、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:WC/15-5PH不锈钢复合涂层主要由α-Fe、马氏体、Fe-Cr、(Fe,Ni)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)和WC组成,当WC含量增加至20%~30%时,涂层中出现新相W2C。随着WC含量增加,涂层中柱状晶数量减少,等轴晶数量增加,晶粒明显细化,涂层中的碳化物颗粒数量增加。随着WC含量增加,涂层的显微硬度升高,摩擦因数和磨损率均降低,当WC质量分数为30%时涂层的硬度相较于15-5PH不锈钢涂层提高约41%,摩擦因数和磨损率则分别降低约18%和73%。复合涂层的主要磨损机制均为氧化磨损、黏着磨损和少量磨粒磨损,随着WC含量增加,磨粒磨损程度进一步降低。随着WC含量增加,涂层的自腐蚀电流密度增大,容抗弧半径减小,耐腐蚀性能降低。 展开更多
关键词 激光熔覆 wc含量 15-5PH不锈钢 复合涂层 微观结构 耐磨性能 耐腐蚀性能
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铜表面WC/Ni60A耐磨熔覆层的组织与性能研究
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作者 范应忙 罗薇 +2 位作者 章超 陈守东 白丹 《热加工工艺》 北大核心 2026年第4期181-187,共7页
为了提高铜表面的抗磨损性能,利用等离子熔覆技术在其表面制备了15wt%WC/Ni60A复合涂层,系统研究了涂层的微观结构、显微硬度、高温耐磨性以及传热特性。结果表明:等离子熔覆方法制备的WC/Ni60A复合涂层光滑平整,没有裂纹缺陷,能够与铜... 为了提高铜表面的抗磨损性能,利用等离子熔覆技术在其表面制备了15wt%WC/Ni60A复合涂层,系统研究了涂层的微观结构、显微硬度、高温耐磨性以及传热特性。结果表明:等离子熔覆方法制备的WC/Ni60A复合涂层光滑平整,没有裂纹缺陷,能够与铜基体形成扩散冶金结合。涂层中形成了大量WC、Cr B、Cr_(23)C_(6)等陶瓷增强相,并弥散分布在γ-(Cu, Fe, Ni)固溶体中,致使其平均显微硬度是纯铜的12倍。此外,复合涂层在600℃下的耐磨性比纯铜在300℃下的耐磨性还要高出约4倍,这得益于其较强的抗氧化性和抗塑性变形能力。温度场模拟结果表明,铜表面熔覆WC/Ni60A涂层后,表面工作温度有所上升,但仍在涂层保持良好耐磨性的温度范围内。此研究结果可为冶金铜部件的表面强化提供理论指导。 展开更多
关键词 冶金铜部件 等离子熔覆 wc/Ni60A 高温耐磨性 传热特性
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煤油流量对超音速火焰喷涂WC-Hastelloy涂层组织与性能的影响
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作者 陈韦 周继广 +6 位作者 王晨 皮自强 王子瑞 郑兆然 陈星 高远 杜开平 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第3期491-498,共8页
通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在15-5PH不锈钢(05Cr15Ni5Cu4Nb)基体表面制备WC-Hastelloy涂层,重点探究煤油流量这一工艺参数对涂层显微组织及综合性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)联合表征手段,... 通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在15-5PH不锈钢(05Cr15Ni5Cu4Nb)基体表面制备WC-Hastelloy涂层,重点探究煤油流量这一工艺参数对涂层显微组织及综合性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)联合表征手段,系统分析涂层的物相构成、截面微观形貌、元素分布特征及孔隙率;采用显微维氏硬度计测定涂层显微硬度,并通过盐雾腐蚀箱开展耐中性盐雾腐蚀性能测试。结果表明,不同煤油流量条件下制备的WC-Hastelloy涂层,其物相均以WC相、缺碳相及Hastelloy相为主;显微组织呈现典型的“硬质相-黏结相”结构,即多边形WC相被Hastelloy黏结相紧密包裹;当煤油流量为7 GPH(1 GPH≈0.227 m^(3)·h^(-1))、氧气流量为2100 SCFH(1 SCFH≈1.699 m^(3)·h^(-1)),送粉速率为5.5 r·min^(-1),喷涂距离为380 mm时,涂层综合性能最优,其组织均匀,孔隙率低于1%,显微硬度约1050 HV0.3,中性盐雾腐蚀1008 h后腐蚀程度较轻。 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 煤油流量 涂层 性能 wc-Hastelloy
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