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超音速火焰喷涂WC-10Ni和Ni60-40WC涂层轴向疲劳开裂及剥落行为

HVOF,WC-10Ni,Ni60-40WC,断裂韧性,剥落

为了研究涂层韧性对涂层疲劳强度和涂层剥落行为的影响，采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在17-4PH不锈钢表面喷涂Ni60-40WC和WC-10Ni涂层，其中Ni60-40WC涂层采用高频感应加热重熔工艺。采用压痕法测定了涂层以及涂层与基体界面的断裂韧性(KIC)和临界开裂韧性(Kca)。利用疲劳试验机测定了涂层喷涂后试样的应力-应变曲线和轴向疲劳强度，并观察了涂层的剥落行为。实验结果表明，WC-10Ni涂层的KIC和Kca明显高于重熔Ni60-40WC涂层，涂层韧性的提高有助于抑制裂纹的萌生和扩展，从而获得比Ni60-40WC涂层更高的疲劳强度。在Ni60-40WC涂层表面喷涂WC-10Ni涂层比在17-4PH不锈钢涂层表面喷涂WC-10Ni涂层具有更低的界面KIC和Kca，这意味着裂纹更容易沿硬界面形成和传播。与在较硬的Ni60-40WC表面上喷涂的WC-10Ni涂层相比，在17-4PH表面上喷涂的WC-10Ni涂层具有更小的剥落面积。