摘要
M42C不锈钢涂层通过大气等离子体喷涂以30kW，35kW和40kW的不同等离子体电弧功率沉积在铸铁表面上，以获得比铸铁更高的抗氧化性。高温氧化试验在400℃，530℃和700℃下进行。发现M42C涂层的氧化质量增加比在初始氧化期间比castiron的氧化质量增加低得多。随着氧化温度和时间的增加，氧化物质铸铁的增益比M42C涂层的增加快得多。在400℃和530℃，M42C涂层的氧化质量增加高于M42C本体的氧化质量增加。当温度达到700时，M42C涂层的氧化质量增加仅稍高于M42C体的增加。铬铁矿尖晶石FeCr2O4，其可能阻碍M42C涂层中的进一步氧化。在M42C涂层在70℃的使用期间，M42C涂层的抗氧化性增加到接近于本体的水平。
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1.介绍
铸铁被广泛用作工程部件[1e3]。灰铁，蠕虫铁和结节铁被设计成适合于工程应用的某些使用环境[1e3]。对于与铸铁摩擦接触的钢对，在200℃形成alpha;-Fe2O3，在200℃-570℃形成Fe3O4，在高于570℃的温度形成FeO [4-8]。因此，铸铁在高温下由于氧化物的形成而遇到困难。在使用过程中，铸铁表面形成的氧化物容易剥离，这将中断工程部件的正常工作[3-5,8]。例如，如果铸铁气缸盖的氧化物脱落，高速工作气缸将停止或甚至被破坏。
通常，有几种方法可用于提高包括微型燃烧的铸铁的抗氧化性合金[9,10]，表面处理[11,12]和涂层[13-16]。作为保护高温组分氧化和腐蚀的有效方法，喷涂的保护涂层已引起注意。在过去的几十年中，包括Ni-Cr，Ni-Cr-Ti，Ni-Cr-Mo，Ni-Cr-Al-Y，Ni-Cr-B-Si和Cr3C2 /已经通过高速氧燃料（HVOF）喷涂[17,18]，等离子体（APS）喷涂[19-22]，引爆枪（D-gun）喷涂[23,24]或金属丝喷涂[15， 16,25]。首先，金属丝电弧喷涂由于其低成本，高喷涂速率，高沉积效率，简单性和灵活性的优点而吸引了越来越多的兴趣。由于成本低，通过HVOF，APS和线 - 电弧喷涂沉积铁基涂层，以防止机械部件遭受高温氧化，侵蚀和磨损[26e28]。为了改善氧化阻抗，需要在涂层中添加铬，硅或铝等合金元素，以在高温下使用时形成Cr2O3，SiO2或Al2O3的保护性氧化物鳞片[9,12,15,29]。铬对合金的机械性能几乎没有负面影响[30]，许多研究者已经注意到Fe-Cr块状合金的氧化和腐蚀行为[31-34]。发现Fe-Cr合金具有30-40重量％的Cr，表现出良好的高温氧化和耐腐蚀性[35-37]。此外，发现耐热冲击性[9]热疲劳性能[12]和热气体磨损耐磨性[15]，通过添加Cr，Mo，Ni，Al和B元素增加。然而，这些合金难以加工成用于电弧喷涂应用的实心焊丝，因为它们在拉制过程中具有高加工硬化倾向。然而，Fe-合金可以通过气体/水雾化技术加工成粉末，其通常用作等离子体喷涂的原料。在这些Fe-Cr合金中，M42C（1Cr17Ni2）不锈钢通常用作高温下的工程部件条件[38]。
因此，在这项工作中，M42C涂层被等离子喷涂在铸铁表面，以提高铸铁部件的高温抗氧化性。 每单位面积的氧化质量增加用于表征高的抗氧化性温度为400℃，530℃和700℃。研究了喷涂和氧化涂层的微结构和高温抗氧化性。
2.实验材料和程序
2.1.涂层沉积
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