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碳化钨涂层冲蚀磨损试验

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本研究针对碳化钨涂层的耐冲蚀磨损性能开展系统性检测,核心检测对象为热喷涂或化学气相沉积制备的碳化钨基涂层。关键技术项目包括涂层硬度结合强度孔隙率等基础特性,以及固体颗粒冲蚀速率液体射流冲蚀质量损失等动态磨损指标。通过多角度冲蚀试验模拟实际工况,量化涂层在30°-90°攻角下的临界冲蚀速率,并分析WC晶粒度分布对磨损机制的影响,为高温高压环境下的涂层寿命预测提供数据支持。

检测项目

涂层基础性能:

  • 显微硬度:HV0.3维氏硬度(≥1400HV,ISO6507-1)
  • 结合强度:拉伸粘接强度(≥65MPa,ASTMC633)
  • 孔隙率:截面金相孔隙占比(≤1.5%,GB/T34894)
冲蚀磨损性能:
  • 固体颗粒冲蚀:失重率(mg/kg,ASTMG76)
  • 液滴冲蚀:临界流速(m/s,ASTMG73)
  • 攻角特性:30°/60°/90°冲蚀速率比
微观结构分析:
  • WC晶粒尺寸:平均粒度(0.2-1.0μm,ISO13322-1)
  • 相组成:WC/W2C相比例(XRD半定量)
环境适应性:
  • 高温冲蚀:600℃失重率(GB/T10125)
  • 腐蚀协同:3.5%NaCl介质冲蚀增量
表面完整性:
  • 残余应力:X射线衍射法(-200~-600MPa)
  • 表面粗糙度:Ra/Rz值(ISO4287)
界面特性:
  • 扩散层厚度:EPMA线扫描(≤5μm)
  • 元素偏析:Co粘结相分布均匀性
动态响应:
  • 冲蚀疲劳:10⁶次循环裂纹扩展
  • 能量吸收:单颗粒冲击耗能(J/mm³)
失效分析:
  • 磨损机制:微观犁削/脆剥落占比
  • 临界失效:涂层剥落阈值(N·s/m)
工艺关联性:
  • 沉积参数:温度-硬度关系曲线
  • 后处理:喷丸强化影响系数
寿命预测:
  • Archard模型修正系数
  • 加速试验当量比

检测范围

1.热喷涂碳化钨涂层:HVOF/HVAF制备WC-10Co~12Co体系,重点检测Co相分布均匀性对多角度冲蚀抗力的影响

2.CVD硬质涂层:化学气相沉积WC基复合涂层,侧重高温冲蚀协同作用下W2C相变行为分析

3.纳米结构涂层:超细晶WC/Co(晶粒≤200nm),检测晶界强化对微切削磨损的抑制效果

4.梯度功能涂层:WC-CoCr过渡层体系,验证界面扩散层厚度与冲蚀剥落的相关性

5.航空发动机叶片涂层:聚焦1100rpm转速下50μm固体颗粒的攻角敏感性

6.水力机械密封环:检测含沙水流(浓度≥5%)的微射流冲蚀速率

7.石油钻采工具:高温高压(150℃/15MPa)含岩屑介质冲蚀模拟

8.核电阀门密封面:硼酸溶液环境冲蚀-腐蚀交互作用

9.超厚涂层(≥800μm):分析涂层内部应力梯度对冲蚀裂纹扩展的影响

10.复合改性涂层:TiC/WC双相涂层晶界强化效应评估

检测方法

国际标准:

  • ASTMG76-21气载颗粒冲蚀试验
  • ASTMG73-10液体冲击侵蚀试验
  • ISO20671-1:2022热喷涂涂层冲蚀试验
国家标准:
  • GB/T24586-2022金属材料固体颗粒冲蚀试验
  • GB/T37782-2019热喷涂涂层抗冲蚀性能检测
  • GB/T10125-2021人造气氛腐蚀试验

方法差异说明:ASTMG76采用20-50μm氧化铝颗粒,GB/T24586规定150-200μm石英砂;ISO20671-1增加85°高攻角试验,ASTMG73侧重30°射流冲击

检测设备

1.气动冲蚀试验机:CEAST9350型(颗粒速度30-250m/s可调,攻角0°-90°连续调节)

2.旋转臂液滴冲蚀仪:RITECVT-2000(线速度120m/s,液滴直径300±50μm)

3.高温冲蚀模拟舱:THERMOLABHES-1000(最高800℃,压力2MPa)

4.纳米压痕仪:FISCHERSCOPEHM2000XYp(载荷0.05-2000mN,位移分辨率0.02nm)

5.扫描电镜:ZEISSEVO18(分辨率3nm,配备EBSD模块)

6.XRD分析仪:BRUKERD8ADVANCE(Cu靶Kα辐射,步长0.02°)

7.三维轮廓仪:ALICONAINFINITEFOCUS(纵向分辨率10nm)

8.残余应力分析仪:PROTOIXRD(Ψ角0°-45°,Cr靶辐射)

9.高频疲劳试验机:INSTRON8802(频率300Hz,载荷±20kN)

10.超景深显微镜:KEYENCEVHX-7000(5000倍景深合成)

11.激光粒度仪:MALVERNMASTERSIZER3000(0.01-3500μm)

12.恒温腐蚀槽:CORTESTSC-200(温度控制±0.5℃)

13.超声波清洗机:BRANSON5800(频率40kHz,功率300W)

14.精密分析天平:SARTORIUSCPA225D(分辨率0.01mg)

15.涂层制备系统:PRAXAIRJP-8000HVOF喷涂设备(焰流温度3000℃)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

碳化钨涂层冲蚀磨损试验
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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