通过大气等离子喷涂制备的Al–Ni金属间化合物涂层的结构-性能-磨损相关性
Structure property and wear correlations in Al–Ni intermetallic coatings produced by atmospheric plasma spraying
只能参考趋势，无法照搬产线
AI理解
要点 APS 在 AISI 304 上沉积 Al–Ni 金属间化合物涂层，Ni 基粉末 10–50 wt%、涂层厚 300–900 μm；硬度由 74 升至 167 HV（Ni/Al–Al）、81 升至 178 HV（Ni₅Al–Al）；5A9（900 μm）磨损失重最低 11.2 mg。
能不能用 需 APS 等离子喷涂设备（喷枪、Ar/H₂ 或 Ar/He 工作气、送粉器）与 Al/Ni、Ni₅Al 粉混合料，基体为 AISI 304。摘要未给喷涂电流、电压、喷距、送粉率、气体流量与基体预热，也未给销盘磨损的载荷、转速、对磨副材料与温度，无法复现工艺窗口，只能参考 Ni 含量—厚度—硬度—磨损的对应趋势，不能直接搬上产线。
存疑
- 销盘磨损试验的载荷、滑动速度、对磨副材料与温度均未给，无法判断与实际工况的差距。
- 只报 5A9 最优与 5B9 最差两组，中间 Ni 含量、厚度的磨损数据与分散度未给。
- 硬度仅 167–178 HV，低于常规耐磨涂层，摘要未给 NiCrBSi、碳化物等对照基准。
中文摘要
大气等离子喷涂（APS）被广泛用于制造需要增强耐磨性和热稳定性的工程部件用防护涂层。本研究建立了使用具有不同镍含量（10–50 wt%）和涂层厚度（300–900 μm）的Ni/Al–Al和Ni₅Al–Al粉末混合物沉积在AISI 304不锈钢上的Al–Ni金属间化合物涂层中的结构-性能-磨损相关性。相组成、微观结构、孔隙率、显微硬度和摩擦学性能使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和销-盘磨损试验进行了系统表征。开发了一个结合改进的Archard磨损定律和自适应重划网格的三维有限元（FE）磨损模型，以预测磨损演变并验证实验观察结果。XRD证实了所有涂层中β-NiAl的形成，而γ′-Ni 3 Al仅在含有最高Ni基粉末含量的涂层中被检测到，这与涂层致密化和硬度的改善相吻合。增加Ni基粉末含量使Ni/Al–Al体系的涂层硬度从74提高到167 HV（126%），使Ni₅Al–Al体系的涂层硬度从81提高到178 HV（120%）。5A9涂层（50 wt% Ni/Al [80Ni–20Al]粉末–50 wt% Al，900 μm）表现出最佳的摩擦学性能，达到了最低的实验重量损失（11.2 mg）和最小的FE预测磨损体积（0.153 mm 3），与性能最差的5B9涂层（50 wt% Ni₅Al [95Ni–5Al]粉末–50 wt% Al，900 μm）（47.1 mg，0.274 mm 3）相比，代表约76%的磨损损失减少。虽然增加涂层厚度逐步改善了Ni/Al–Al涂层的耐磨性，但Ni₅Al–Al体系表现出相反的厚度依赖趋势。实验结果与数值结果之间的密切吻合验证了所提出的FE模型，并证明了其优化高性能APS Al–Ni金属间化合物涂层的能力。
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摘要中给出的工艺参数
| 涂层厚度 | 300–900 μm |
|---|---|
| 其他 | Ni含量10–50 wt%；Ni/Al–Al与Ni5Al–Al粉末混合；基体AISI 304；销盘磨损测试 |
原文依据
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