论文摘要
Fe-Al系金属间化合物成本低廉,其抗高温氧化、耐热腐蚀性与不锈钢相当,在H2S气氛中甚至优于不锈钢,是极具潜力的高温结构材料。然而,其室温韧性较差且加工成型困难,一定程度上限制了FeAl的工业应用。大量研究表明,利用热喷涂技术在结构材料上喷涂一层FeAl金属间化合物涂层,既能解决其难以加工成型的问题,又能充分发挥其优异的耐蚀、耐磨性能,为FeAl金属间化合物的广泛应用提供了途径。热喷涂的工艺方法有很多种,不同的喷涂工艺在制备涂层方面也各有特点。一般说来,大气等离子喷涂（APS）技术通用性好,热源温度较高；超音速火焰喷涂（HVOF）成本低,具有高速、低温的特点；低压等离子喷涂（LPPS）是在大气等离子喷涂基础上发展起来的,通过熔化液滴在较低的炉体压力下沉积获得涂层,这种喷涂技术能够较多的降低涂层中氧化物含量。目前较少人对这三种喷涂技术制备同一涂层展开研究,从而制约了涂层制备工艺的选择。本文采用以上三种喷涂技术制备FeAl金属间化合物涂层,研究了不同工艺对FeAl涂层显微组织结构、机械性能以及耐蚀性能的影响。结果分析表明：三种FeAl热喷涂涂层中,低压等离子涂层为典型的层状组织,组织致密气孔率低。低压等离子涂层在三种涂层中具有最高的硬度、弹性模量以及最低的断裂韧性；大气等离子涂层为含有黑色氧化物层、孔洞和微裂纹的疏松层状组织,涂层内部的这些缺陷大大降低了涂层的硬度与弹性模量,但在一定程度上能够抑制裂纹尖端的扩展,提高涂层的断裂韧性。超音速涂层为非层状组织,由粉末状颗粒堆叠构成,其组织内粒子扁平化程度最低,同时也表现出三种涂层中最低的机械性能以及耐蚀性能。