第1章等離子熔覆技術概述/1

1.1等離子熔覆技術原理與特點1

1.2等離子熔覆技術研究進展4

1.3等離子熔覆技術應用10

1.4等離子熔覆材料10

1.4.1等離子熔覆合金粉末材料的選擇原則10

1.4.2等離子熔覆合金粉末材料的分類11



第2章等離子熔覆設備和工藝研究/15

2.1等離子熔覆設備15

2.2等離子熔覆工藝研究16

2.2.1熔覆電流對熔覆層性能的影響17

2.2.2送粉量對熔覆層性能的影響23

2.2.3掃描速度對熔覆層性能的影響28

2.2.4熔覆搭接方式對熔覆層性能的影響29



第3章等離子熔覆鎳基塗層/33

3.1Ni15A/Ti復合等離子熔覆層34

3.1.1熔覆材料選擇原則34

3.1.2熔覆工藝參數優化35

3.1.3熔覆層Ti含量添加優化36

3.1.4原位合成TiN增強Ni/Ti熔覆層力學性能38

3.1.5原位合成TiN增強Ni/Ti熔覆層摩擦學性能42

3.1.6原位合成TiN增強Ni/Ti合金熔覆層滾動接觸疲勞性能47

3.1.7接觸疲勞壽命研究53

3.2Ni60/WC/Ti復合等離子熔覆層56

3.2.1熔覆材料體繫設計及工藝56

3.2.2WC復合Ni60等離子熔覆層微觀形貌57

3.2.3WC復合Ni60等離子熔覆層摩擦學性能60

3.2.4磁場對塗層組織及性能的影響61

3.2.5反應生成第二相對復合塗層組織性能的影響64

3.2.6鎳基Ni60復合熔覆粉末界面數值模擬75

3.3Ni60/h-BN/MoS2自潤滑等離子熔覆復合塗層83

3.3.1熔覆材料體繫設計及工藝83

3.3.2h-BN自潤滑劑對等離子熔覆層性能的影響85

3.3.3MoS2自潤滑劑對等離子熔覆層性能的影響92



第4章等離子熔覆鈷基塗層/103

4.1Co50等離子熔覆層103

4.1.1熔覆材料的選擇103

4.1.2Co50等離子熔覆層的組織形貌104

4.1.3Co50熔覆層的稀釋率106

4.1.4Co50熔覆層的熱疲勞失效行為107

4.1.5Co50熔覆層的界面匹配性研究110

4.2Co50/Nb/CeO2等離子熔覆層115

4.2.1Co50/Nb/CeO2熔覆層的組織結構特征115

4.2.2Co50/Nb/CeO2熔覆層的界面拉伸行為研究121

4.2.3熱-力耦合作用下鈷基熔覆層表界面的演變131

4.2.4熱-力耦合作用下鈷基熔覆層的斷裂行為與失效機制141

4.2.5熱處理對Co50/Nb/CeO2熔覆層力學性能的影響151

4.3磁場作用下的Co50/TiC等離子熔覆層157

4.3.1磁場作用下Co50/TiC熔覆層的制備157

4.3.2磁場對Co50熔覆層界面拉伸性能的影響158

4.3.3磁場對Co50/TiC熔覆層摩擦學性能的影響159

4.3.4磁場對Co50/TiC熔覆層表面衝蝕磨損性能的影響160

4.3.5磁場對鈷基熔覆層性能的調控機制162

4.4Stellite6等離子熔覆層168

4.4.1熔覆材料的選擇169

4.4.2Stellite6熔覆層的性能169

4.4.3磁場對Stellite6熔覆層組織性能的影響174

4.4.4稀土對Stellite6等離子熔覆層性能的影響180

4.5本章小結192



第5章等離子熔覆鐵基塗層/194

5.1Fe-Cr-B-Si/Ta/Zr/Hf復合等離子熔覆層195

5.1.1熔覆材料的選擇195

5.1鐵基熔覆層的微觀形貌195

5.1鐵基熔覆層的化學成分199

5.1鐵基熔覆層的相結構202

5.1.5硬度分析202

5.1.6抗熱疲勞性能203

5.1.7抗衝蝕、磨損性能205

5.1.8時效處理207

5.1.9固溶時效處理分析213

5.2Fe901/Nb/Mo/Co等離子熔覆層218

5.2.1熔覆材料的選擇218

5.2.2Fe901/Nb/Mo/Co等離子熔覆層的微觀形貌219

5.2.3Fe901/Nb/Mo/Co等離子熔覆層的衝蝕形貌221

5.3Fe901中添加WC/TiC第二相的等離子熔覆層223

5.3.1添加第二相鐵基熔覆層的組織形貌223

5.3.2添加TiC、WC第二相鐵基熔覆層的抗衝蝕性能224

5.4本章小結226



參考文獻/227

本書是筆者近幾年在等離子熔覆技術領域研究成果的總結和概括，主要內容包括：對等離子熔覆技術及其發展的簡介，等離子熔覆材料體繫的分類，熔覆設備及工藝的研究，以及分別對鎳基、鈷基和鐵基等離子熔覆塗層具體性能的表征和闡述。本書的特點是從等離子熔覆技術出發，針對三大等離子熔覆體繫(鎳基、鈷基和鐵基)進行了詳細介紹，並對各個熔覆層體繫的性能進行分析和研究。

本書可供從事等離子熔覆技術及其應用研究的科研工作者參考，書中詳細介紹和研究了三大等離子熔覆體繫：鎳基、鈷基和鐵基，對從事相關專業的工程技術人員有很大的參考意義，不僅可以參考對比書中涉及的等離子熔覆材料體繫，也可在此基礎之上繼續深入探究本書中研究的熔覆材料體繫。

本書亦可供材料科學與工程專業的研究生參考，對有志從事等離子熔覆領域相關研究的研究生，通過本書的閱讀和學習，既可以縱覽該領域近期的研究發展現狀，也能對具體的熔覆材料體繫性能有詳細的認知。

本書編寫分工為：哈爾濱工程大學金國(第1章、第2章)，崔秀芳(第3章、第4章)，楊雨雲(第5章)。

在編寫過程中，我們力求能夠完全遵循原始試驗數據結果並且根據數據綜合評價和分析，終得到結論。若讀者對書中提及的內容存在疑問或不同意見，歡迎提出並進行有效的溝通和交流。因為單色印刷，文中有些彩色圖片不能精確呈現，為此，我們把這些彩色圖片以二維碼形式放在目錄後，供大家參考。

由於水平有限，雖幾經評閱和修改，書中難免出現疏漏，望讀者不吝賜教，以使本書內容更加準確、完善。



作者

2020年1月