船舶维修与再制造用Mo2NiB2基金属陶瓷及涂层的制备和研究现状
2021-06-08倪晓杰开佳伟赵忠贤赵远涛王生泽胡肇炜李文戈
机械工程材料 2021年5期
倪晓杰,开佳伟,尹 莉,赵忠贤,赵远涛,王生泽,胡肇炜,李文戈
(1.东华大学机械学院,上海 201620;2.上海海事大学物流工程学院,上海 201306;3.上海海事大学商船学院,上海 201306)
0 引 言
在海洋高湿、高盐、泥沙磨损、循环载荷冲击与高温等复杂环境中,船舶关键零部件(螺旋桨、柴油机构件、海水泵等)易发生腐蚀、磨损与疲劳开裂等失效行为,导致严重事故。这些零部件均为高附加值构件,其维修与再制造成为“节能降耗”与“绿色循环利用”的关键。其中,高性能的维修与再制造材料对修复后的零件性能至关重要。
近些年,三元硼化物金属陶瓷材料由于具有高硬度,良好的耐磨、耐蚀与高温稳定等性能而得到广泛研究[1]。三元硼化物是一种间隙相化合物,既存在硼原子之间形成的复杂共价键,又存在硼与金属原子形成的离子键,兼具有硼化物与金属材料的优良性能[2-3]。三元硼化物金属陶瓷的热膨胀系数与工业用钢相近,其与工业用钢之间能够形成强度较高的冶金结合[4],因此是船舶维修与再制造的优良材料。早在20世纪80年代,美国和日本等少数国家便开始对三元硼化物金属陶瓷的性能进行研究。20世纪90年代,日本学者通过液相反应烧结成功制备出Mo-Ni-B、Mo-Fe-B系金属陶瓷涂层[5-7]。随着陶瓷涂层制备方法的不断发展及数值模拟等技术的产生,三元硼化物金属陶瓷材料的制备及研究取得较大进展。
在Mo2NiB2基金属陶瓷中添加镍、铬等金属元素后,其耐蚀、耐磨及综合力学性能得到进一步提升,可满足在恶劣海洋环境中服役的要求。……
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