一种高韧性Fe-Al-Cr涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高韧性Fe-Al-Cr涂层及其制备方法，属于Fe-Al金属间化合物的制备领域。该涂层厚度为20~30μm，涂层与基体间为冶金结合，其中涂层表面Fe含量为60~65wt%，沿表面深度方向梯度上升至90~95wt%；涂层表面中Al含量为0~5wt%，沿表面深度方向含量先梯度上升至20~30wt%，继而随深度增加Al含量梯度下降至0~5wt%；涂层表面中Cr含量为30~40wt%，沿表面深度方向梯度下降至0~10wt%。上述涂层采用离子溅射沉积技术制备，选用铁铝铬合金丝作为靶材。其中靶材为网状圆盘结构，直径为10cm，其成分配比为Al：4~6wt%、Cr：15~25wt%，余量为Fe，丝材直径为1.0~1.5mm，网材孔径为10~14目。本发明专利技术的涂层具有较高的韧性，且韧性沿表面深度方向连续梯度下降，期间无突变点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于Fe-Al金属间化合物的制备领域，具体涉及。
技术介绍
Fe-Al金属间化合物具有抗高温氧化、耐腐蚀和耐磨损的优异性能。同时，具有低成本和低密度的优势。但是，由于其独特的长程有序结构使位错运动和原子扩散困难，加之受环境氢脆的影响，导致其室温塑性差，在使用中易发生脆断等现象，故局限了其在工程领域的应用。已有研究表明，Cr是改善Fe-Al金属间化合物韧性最有效的元素。原因是:Cr不仅可提高材料的强度和硬度，同时Cr也可改善材料的塑性和韧性，因此Cr可作为增加Fe-Al金属间化合物韧性的一种重要合金元素。将合金元素Cr加至Fe-Al合金中，并涂覆与碳钢材料表面,制成Fe-Al-Cr合金涂层。其优势在于成本低廉、节约战略金属和能源，同时保持了其优异的抗高温氧化、耐腐蚀和耐磨损的性能。该涂层可应用于多种在苛刻服役条件下运行的重大装备和设备中。例如:航空发动机和工业燃气轮机中的导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘，以及在石油化工等行业中广泛使用的锅炉管道、化学反应器和压力容器等制品。目前，已有徐维普等人采用高速电弧喷涂和超音速电弧喷涂技术制备出该种Fe-Al-Cr涂层。使用这两种方法制备所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性Fe?Al?Cr涂层，其特征在于：涂层厚度为20~30μm，涂层与基体间为冶金结合，其中涂层表面Fe含量为60~65wt%，沿表面深度方向梯度上升至90~95wt%；涂层表面中Al含量为0~5wt%，沿表面深度方向含量先梯度上升至20~30wt%，继而随深度增加Al含量梯度下降至0~5wt%；涂层表面中Cr含量为30~40wt%，沿表面深度方向梯度下降至0~10wt%。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性Fe-Al-Cr涂层，其特征在于:涂层厚度为2(Γ30 μ m，涂层与基体间为冶金结合，其中涂层表面Fe含量为6(T65wt%，沿表面深度方向梯度上升至9(T95wt% ;涂层表面中Al含量为(T5wt%，沿表面深度方向含量先梯度上升至2(T30wt%，继而随深度增加Al含量梯度下降至(T5wt% ;涂层表面中Cr含量为3(T40wt%，沿表面深度方向梯度下降至O 10wt%。2.根据权利要求1所述的高韧性Fe-Al-Cr涂层的制备方法，其特征在于: 采用双辉等离子表面冶金技术制备，源极为圆盘结构的网状铁铝铬合金丝，该铁铝铬合金丝的成分配比为:A1:4 6wt%，Cr:15 25wt%，余量为Fe，丝材直径为1.(Tl.5mm，网材孔径为10 14目； 具体工艺为: 步骤1、将碳钢材料表面用金相砂纸处理并超声清洗，烘干； 步骤2、将上述碳钢材料和铁铝铬合金丝装入双辉等离子表面合金化装置中，以碳钢材料为工件极，以圆盘结构的网状铁铝铬合金丝为源极，调节两极之间的间距为15 25mm ；步骤3、抽真空至气压为0.5^1.5Pa，送入氩气，启动辉光，后续过程共分三个阶段:步骤3-1、阶段一时间为0.5^1.5h，调试工艺参数为:源极电压:85(T950V ;工件电压:550 650...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚正军，罗西希，魏东博，张平则，周金堂，陈煜，朱俊谋，周文斌，杨红勤，吴小凤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：