亚稳态合金材料作为一种新型材料体系，由于表现出结构独特、性能优良的性质而被广泛关注，其中采用电弧喷涂粉芯丝材技术制备亚稳态复合涂层材料是新近发展起来的新兴技术。本书总结了著者近１０年来在此领域的研究成果。本书共分９章，其中第１章综述了制备亚稳态复合涂层所用的自动化高速电弧喷涂技术的基本特点以及亚稳态涂层材料的分类；第２章阐述了著者在电弧喷涂工艺过程的传热传质等相关基础性科学问题的研究结果，作为理解制备亚稳态涂层材料技术的基础；第３章总结了制备亚稳态涂层材料所用的粉芯丝材的原理性知识，第４至第８章分别阐述了电弧喷涂Ｆe基、Ｎi基、Ａl基非晶纳米晶复合涂层，Ｆe-Al基金属间化合物与非晶纳米晶复合的亚稳态涂层以及高熵复合涂层的研究结果，第９章介绍了亚稳态复合涂层材料的应用及未来发展趋势。
样章试读
目录
序
前言
第1章 概述 1
1.1 自动化高速电弧喷涂技术 2
1.1.1 电弧喷涂技术的发展历程 2
1.1.2 自动化高速电弧喷涂原理及系统组成 3
1.1.3 自动化高速电弧喷涂关键技术与设备 7
1.1.4 自动化高速电弧喷涂工艺 9
1.2 热喷涂亚稳态材料 9
1.2.1 亚稳态材料的基本概念 10
1.2.2 热喷涂纳米材料 10
1.2.3 热喷涂非晶材料 11
1.2.4 热喷涂准晶材料 11
1.2.5 亚稳态复合材料 12
参考文献 12
第2章 电弧喷涂基础理论 15
2.1 电弧喷涂的成形过程 15
2.1.1 喷涂弧区丝材熔化与熔滴形成过程 15
2.1.2 电弧喷涂粒子加速雾化过程 19
2.1.3 单个熔滴扁平化沉积及热传输过程 29
2.1.4 大量熔滴叠加形成涂层的传热传质过程 32
2.2 电弧喷涂涂层的组织特点与基本性能 33
2.2.1 组织形貌特征 34
2.2.2 电弧喷涂涂层的残余应力 35
参考文献 39
第3章 电弧喷涂粉芯丝材 41
3.1 电弧喷涂粉芯丝材的技术特点 41
3.2 粉芯丝材的典型制备工艺 43
3.2.1 金属带法粉芯丝材的制备原理 43
3.2.2 基本工艺过程 44
3.2.3 影响丝材成型质量的工艺参数 45
3.3 电弧喷涂粉芯丝材制备关键技术 46
3.3.1 丝材成分的设计 47
3.3.2 粉芯的选材与表征 48
3.3.3 粉芯的制备工艺 50
参考文献 51
第4章 铁基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层 53
4.1 铁基非晶纳米晶涂层材料体系的设计与制备 53
4.1.1 非晶/纳米晶涂层合金体系的设计 53
4.1.2 粉芯丝材制备 56
4.2 电弧喷涂铁基非晶纳米晶涂层组织结构与力学性能 57
4.2.1 FeCrBSi MnNbY非晶纳米晶涂层 57
4.2.2 FeBSiNb非晶涂层的组织结构分析 64
4.3 电弧喷涂铁基非晶/纳米晶涂层抗冲蚀性能 76
4.3.1 攻角的影响 77
4.3.2 入射粒子速度的影响 80
4.3.3 环境温度的影响 80
4.3.4 涂层冲蚀机理分析 85
4.4 Fe基非晶纳米晶涂层摩擦学性能 91
4.4.1 干摩擦条件下非晶纳米晶涂层的磨损性能 91
4.4.2 油润滑条件下铁基非晶/纳米晶涂层的磨损性能 105
4.4.3 电弧喷涂铁基非晶纳米晶涂层的失效机制 109
参考文献 117
第5章 镍基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层 120
5.1 材料体系的设计与制备 120
5.1.1 镍基非晶纳米晶涂层喷涂丝材的设计 121
5.1.2 丝材制备 122
5.2 涂层的组织结构及力学性能 124
5.2.1 涂层的组织结构 124
5.2.2 涂层的相结构分析 126
5.2.3 涂层的晶体结构分析 128
5.2.4 涂层的差热分析 129
5.2.5 涂层微观力学性能 130
5.3 涂层的摩擦学性能 133
5.3.1 室温条件下 Ni基非晶纳米晶涂层的摩擦磨损性能 133
5.3.2 涂层的高温摩擦磨损试验 140
参考文献 150
第6章 铝基非晶纳米晶电弧喷涂复合涂层 151
6.1 铝基非晶态合金材料概述 151
6.1.1 铝基非晶态合金传统制备工艺概述 152
6.1.2 铝基非晶态合金的性能特征 153
6.2 材料体系的设计与制备 154
6.2.1 合金成分的设定及其原理 155
6.2.2 粉芯丝材的制备 156
6.3 铝基非晶纳米晶涂层的微观结构及力学性能 158
6.3.1 铝基非晶纳米晶涂层的组织结构分析 158
6.3.2 非晶纳米晶形成机理分析 168
6.3.3 涂层微观力学性能 171
6.4 铝基非晶纳米晶涂层的防腐蚀性能 172
6.4.1 中性盐雾加速腐蚀性能 173
6.4.2 电化学腐蚀性能 175
6.5 铝基非晶纳米晶涂层的耐磨损性能 181
6.5.1 干摩擦条件下耐磨损性能 182
6.5.2 腐蚀与磨损交互作用下的失效行为研究 185
6.5.3 不同环境下摩擦磨损失效机制 189
参考文献 195
第7章 非晶纳米晶与金属间化合物复合涂层 197
7.1 FeAl基金属间化合物非晶纳米晶复合涂层材料体系设计 197
7.2 FeAl和 FeAl Mn粉芯丝材及其涂层 200
7.2.1 粉芯丝材的制造 200
7.2.2 高速电弧喷涂粉芯丝材制备涂层 201
7.2.3 FeAl和 FeAl Mn复合涂层的组织性能 201
7.3 含 Nb?Cr?B合金元素 FeAl基粉芯丝材及其涂层 209
7.3.1 显微硬度 209
7.3.2 结合强度 210
7.3.3 FeAlNbB系列涂层的组织形貌 210
7.3.4 FeAlNbB系列涂层的 XRD分析 211
7.3.5 FeAlNbB涂层微观组织 TE M分析 212
7.3.6 FeAlCrNbB涂层微观组织 TE M分析 214
7.4 FeAlNbB系列涂层的摩擦学性能 216
7.4.1 滑动摩擦磨损性能 216
7.4.2 微动摩擦磨损性能 220
7.4.3 高温摩擦磨损性能 230
参考文献 235
第8章 高熵合金复合涂层 236
8.1 材料的设计与制备 236
8.1.1 粉芯丝材的设计与制造 236
8.1.2 涂层的制备 236
8.2 涂层的组织结构和常规力学性能 237
8.2.1 涂层的组织结构 237
8.2.2 涂层力学性能测试 243
8.3 涂层摩擦磨损性能和电化学腐蚀性能 246
8.3.1 涂层的摩擦磨损性能 246
8.3.2 涂层的电化学腐蚀性能 251
8.4 热处理对高熵合金复合涂层的影响 253
8.4.1 FeCrNiCoCu(B)高熵合金涂层的热物理性能 253
8.4.2 热处理对涂层组织结构和显微硬度的影响 253
8.4.3 热处理对涂层摩擦磨损性能的影响 256
参考文献 257
第9章 亚稳态复合涂层技术的应用和展望 259
9.1 发动机曲轴再制造的应用 259
9.1.1 机器人自动化高速电弧喷涂系统 259
9.1.2 喷涂工艺设计 260
9.1.3 发动机曲轴再制造的典型工艺流程设计 262
9.1.4 曲轴再制造技术应用的经济性评估 263
9.2 薄壁零件再制造的应用 264
9.3 电站锅炉管道的高温磨损与腐蚀防护应用 265
9.4 装备防腐工程中的应用 266
9.4.1 钢结构件表面 Al基亚稳态涂层防腐技术应用 266
9.4.2 镁合金表面 Al基亚稳态涂层防护技术的应用 267
9.5 亚稳态涂层技术的展望 268
参考文献 269
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