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冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度

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2024年3月12日发(作者:沃骏英)

2011年第5期 宝钢技术 43 

冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度 

梁永立,杨晓萍,张俊宝 

(宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900) 

摘要:采用冷喷涂技术在马氏体钢表面制备了Inconel 718高温合金涂层,利用SEM、显微 

硬度计和纳米压痕仪分析了涂层组织和微观硬度。结果表明,涂层厚度可达300 Ixm以上,与 

基底界面结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺陷数量和尺寸依次增多;冷喷涂沉积过程不 

会对Inconel 718高温合金粒子的原始组织结构产生显著影响,沉积后粒子的外部轮廓发生了 

明显的扭曲变形,而心部变形较小;涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次降低,与底部涂层相 

比,中部和顶部涂层显微硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较原始粒子显著降低, 

底部和顶部涂层分别降低13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂层整体硬度的重要 

因素。 

关键词:冷气动力喷涂;Inconel 718高温合金;组织;微观硬度 

中图分类号:TG174.4文献标志码:B文章编号:1008—0716(2011)05—0043—05 

doi:10.3969/j.issn.1008—0716.2011.05.008 

Microstructure and microhardness of the Inconel 718 superalloy 

coating prepared by cold gas dynamic spraying 

LIANG ron ̄li,YANG Xiaoping and ZHANG Junbao 

(Research Institute,Baoshan Iron&Steel Co.,Ltd.,Shangh ̄201900,China) 

Abstract:The Inconel 718 superalloy coating was prepared On a martensitic steel substrate by 

cold gas dynamic spraying(CGDS).The coating’S microstructure and microhardness were 

characterized by means of SEM,microhardness and nano—indentation testers.The results indicated 

that the coating’S thickness Can reach more thau 300 m,and there exists a good interfacil acohesion 

between the coating and the substrate.But the quantity and size of defects at bottom,middle and top 

reas iancrease gradually.There is no signiifcant change to the original microstructure of the Inconel 

718 surperalloy particle after the process of CGDS;and an obvious torsional deformation on the 

particle’S profile is produced while little deformation at the center part OCCUrs.The microhardness of 

the coating at the bottom,middle and top areas decreases in turn.Compared with the bottom area,the 

microhardness of the middle and top areas decreases by about 10%nd 21%,respectively.Tahe 

average nanohardness of the coating is much lower than the oriignal particles,which decreases by 

about 13.5%at the bottom area and 28%at the top area.respectively.The distirbution of micro— 

defects is an important factor to the microhardness of the coating. 

Key words:cold gas dynamic spraying (CGDS); Inconel 7 1 8 superalloy; 

microstructure;microhardness 

O前言 

梁永立工程师1980年生2005年毕业于哈尔滨工业大学 

现从事材料学专业电话26649436 

高温合金是20世纪40年代初由于航空技术 

发展的需要而发展起来的一类特殊金属材料。 

E—mail liangyl@baostee1.com 

梁永立等冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度 47 

平均硬度产生差异的主要原因之一。 

^ ,.L’^ 

[4]L6ger A C,Wigren J,Hansson M 0.Development of a process 

window for a NiCoCrA1Y plasma sprayed coat- ing J Sur[]. face 

j兰舌论 and CoatingTechnology,1998,108—109:86—92. 

『5]La Barbera—Sosa J G.Santana Y Y.Staia M H.et nz. 

(1)采用冷喷涂技术能够在马氏体钢表面沉 

积300 m以上的Inconel 718高温合金涂层,涂 

Mi t 。t ral d 。 hani aJ h 。t。ri2 Ni_h 

thema1 spray c0ali gs deposited by HVOF[J].Surface& 

层与基体结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺 

陷数量和尺寸依次减少。 

合金粒子的原始组织产生显著影响,沉积后粒子 

的外部轮廓发生了明显的扭曲变形,而心部变形 

较小;变形大的区域粒子之间结合紧密,变形小的 

区域容易形成微观缺陷。 

(3)涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次 

CoatingTechnoloyg,2008,202:4552—4559. 

[6]Matthew K H。dges,Newbery A P,Grant P ・charac e sa inn 

[7]Li Meiheng

s 

(2)冷喷涂沉积过程不会对Inconel 718高温 兰 。ofr m 啦ed。N。i2s, l:7oy9IN—97l1. Ma 

xia0 g,H wangy ,以 Ⅳhc t 。t l 

。hange d。lemental diffu i。 of。pult。 d NiCrA1Y。 i g 

on a Ni—base SC Superalloy subjected to high temperature[J]. 

Mate als Letters,200 ,6 :5 69— 2・ 

[ ]u“ he rIg,¨“Xin,Gaolin Y ng’ a1.Mi。 。 “ and 

降低,与底部涂层相比,中部和顶部涂层平均显微 

硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较 

原始粒子显著降低,底部和顶部涂层分别降低 

13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂 

层整体硬度的重要因素。 

参考文献

p rall。y[J]

0pti 

Las。 .re。h ol。g),,2oll,43: 

208—213. 

[9]Chen S,Qu S J,Liang J,et a1.Sintering and microstructure 

evolution of columnar nickel_based superalloy sheets prepared 

y EB—PVDⅢ・ 。 ofA loy and c。 p nd ,20 o, 。 : 

146一l50. 

[1Oj Alkimov A P,Kosarev V F,Papyrin A N.A method of cold gas 

dynamic deposition[J]

Dokl Akad Nauk SSSR,1990,315 

[1]娄学明,孙文儒,郭守仁,等.IN718高温合金热腐蚀行为 

及其对力学性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2008, 

37(2):259—263t 

(5):1062—1065

. 

[11]Gilm0re D L

Dykhuizen R C,Neiser R A,etⅡ1.Partic1e 

velocity and deposition efifcien Y in the cold spray process 

[2]Kuo C M,Yang Y T,B0r H Y,et al・Aging effects 0n th 

mierostructure and creep behavior of Inconel 718 superalloy 

E J 3.Journal ofThermal Spray TechnologY,1999,8(4):576一 

582

. 

[J].Materials Science and Engineering,2009,510—511: 

289—294. 

[12]章华兵

单爱党,魏仑,等.冷气动力喷涂涂层结合机理及 

其工艺研究进展[J].材料导报,2007.,21(4):80—83. 

[3] Slama C,Abdellaoui M.Structural characterization of the aged 

Ineonel 718[J].Journal ofAlloys and Compounds,2000,306: 

277—284. 

(收稿日期:2011—08—02) 

上设计有两个支承座,两支承座上装有一个可左 

右移动的C型浮动架,C型浮动架的一端装有一 

靠轮,另一端装有悬臂,悬臂上安装喷头;在C型 

浮动架与底座之间还装有一回拉装置。本实用新 

喷码机跟踪装置 

专利号:ZL200720086444.7 

型可克服自动喷码机在金属板带上喷码位置容易 

变动,影响产品形象的问题;本实用新型特别适合 

于在金属板带生产线上配合自动喷码机进行准确 

喷码。 

专利权人:宝钢股份黄石涂镀板有限公司 

发明(设计)人:邓学华 

本实用新型是一种与自动喷码机配套使用的 

喷码机跟踪装置,它包括底座和喷头,特别是底座 

(宝山钢铁股份有限公司科技发展部供稿) 

2024年3月12日发(作者:沃骏英)

2011年第5期 宝钢技术 43 

冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度 

梁永立,杨晓萍,张俊宝 

(宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900) 

摘要:采用冷喷涂技术在马氏体钢表面制备了Inconel 718高温合金涂层,利用SEM、显微 

硬度计和纳米压痕仪分析了涂层组织和微观硬度。结果表明,涂层厚度可达300 Ixm以上,与 

基底界面结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺陷数量和尺寸依次增多;冷喷涂沉积过程不 

会对Inconel 718高温合金粒子的原始组织结构产生显著影响,沉积后粒子的外部轮廓发生了 

明显的扭曲变形,而心部变形较小;涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次降低,与底部涂层相 

比,中部和顶部涂层显微硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较原始粒子显著降低, 

底部和顶部涂层分别降低13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂层整体硬度的重要 

因素。 

关键词:冷气动力喷涂;Inconel 718高温合金;组织;微观硬度 

中图分类号:TG174.4文献标志码:B文章编号:1008—0716(2011)05—0043—05 

doi:10.3969/j.issn.1008—0716.2011.05.008 

Microstructure and microhardness of the Inconel 718 superalloy 

coating prepared by cold gas dynamic spraying 

LIANG ron ̄li,YANG Xiaoping and ZHANG Junbao 

(Research Institute,Baoshan Iron&Steel Co.,Ltd.,Shangh ̄201900,China) 

Abstract:The Inconel 718 superalloy coating was prepared On a martensitic steel substrate by 

cold gas dynamic spraying(CGDS).The coating’S microstructure and microhardness were 

characterized by means of SEM,microhardness and nano—indentation testers.The results indicated 

that the coating’S thickness Can reach more thau 300 m,and there exists a good interfacil acohesion 

between the coating and the substrate.But the quantity and size of defects at bottom,middle and top 

reas iancrease gradually.There is no signiifcant change to the original microstructure of the Inconel 

718 surperalloy particle after the process of CGDS;and an obvious torsional deformation on the 

particle’S profile is produced while little deformation at the center part OCCUrs.The microhardness of 

the coating at the bottom,middle and top areas decreases in turn.Compared with the bottom area,the 

microhardness of the middle and top areas decreases by about 10%nd 21%,respectively.Tahe 

average nanohardness of the coating is much lower than the oriignal particles,which decreases by 

about 13.5%at the bottom area and 28%at the top area.respectively.The distirbution of micro— 

defects is an important factor to the microhardness of the coating. 

Key words:cold gas dynamic spraying (CGDS); Inconel 7 1 8 superalloy; 

microstructure;microhardness 

O前言 

梁永立工程师1980年生2005年毕业于哈尔滨工业大学 

现从事材料学专业电话26649436 

高温合金是20世纪40年代初由于航空技术 

发展的需要而发展起来的一类特殊金属材料。 

E—mail liangyl@baostee1.com 

梁永立等冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度 47 

平均硬度产生差异的主要原因之一。 

^ ,.L’^ 

[4]L6ger A C,Wigren J,Hansson M 0.Development of a process 

window for a NiCoCrA1Y plasma sprayed coat- ing J Sur[]. face 

j兰舌论 and CoatingTechnology,1998,108—109:86—92. 

『5]La Barbera—Sosa J G.Santana Y Y.Staia M H.et nz. 

(1)采用冷喷涂技术能够在马氏体钢表面沉 

积300 m以上的Inconel 718高温合金涂层,涂 

Mi t 。t ral d 。 hani aJ h 。t。ri2 Ni_h 

thema1 spray c0ali gs deposited by HVOF[J].Surface& 

层与基体结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺 

陷数量和尺寸依次减少。 

合金粒子的原始组织产生显著影响,沉积后粒子 

的外部轮廓发生了明显的扭曲变形,而心部变形 

较小;变形大的区域粒子之间结合紧密,变形小的 

区域容易形成微观缺陷。 

(3)涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次 

CoatingTechnoloyg,2008,202:4552—4559. 

[6]Matthew K H。dges,Newbery A P,Grant P ・charac e sa inn 

[7]Li Meiheng

s 

(2)冷喷涂沉积过程不会对Inconel 718高温 兰 。ofr m 啦ed。N。i2s, l:7oy9IN—97l1. Ma 

xia0 g,H wangy ,以 Ⅳhc t 。t l 

。hange d。lemental diffu i。 of。pult。 d NiCrA1Y。 i g 

on a Ni—base SC Superalloy subjected to high temperature[J]. 

Mate als Letters,200 ,6 :5 69— 2・ 

[ ]u“ he rIg,¨“Xin,Gaolin Y ng’ a1.Mi。 。 “ and 

降低,与底部涂层相比,中部和顶部涂层平均显微 

硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较 

原始粒子显著降低,底部和顶部涂层分别降低 

13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂 

层整体硬度的重要因素。 

参考文献

p rall。y[J]

0pti 

Las。 .re。h ol。g),,2oll,43: 

208—213. 

[9]Chen S,Qu S J,Liang J,et a1.Sintering and microstructure 

evolution of columnar nickel_based superalloy sheets prepared 

y EB—PVDⅢ・ 。 ofA loy and c。 p nd ,20 o, 。 : 

146一l50. 

[1Oj Alkimov A P,Kosarev V F,Papyrin A N.A method of cold gas 

dynamic deposition[J]

Dokl Akad Nauk SSSR,1990,315 

[1]娄学明,孙文儒,郭守仁,等.IN718高温合金热腐蚀行为 

及其对力学性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2008, 

37(2):259—263t 

(5):1062—1065

. 

[11]Gilm0re D L

Dykhuizen R C,Neiser R A,etⅡ1.Partic1e 

velocity and deposition efifcien Y in the cold spray process 

[2]Kuo C M,Yang Y T,B0r H Y,et al・Aging effects 0n th 

mierostructure and creep behavior of Inconel 718 superalloy 

E J 3.Journal ofThermal Spray TechnologY,1999,8(4):576一 

582

. 

[J].Materials Science and Engineering,2009,510—511: 

289—294. 

[12]章华兵

单爱党,魏仑,等.冷气动力喷涂涂层结合机理及 

其工艺研究进展[J].材料导报,2007.,21(4):80—83. 

[3] Slama C,Abdellaoui M.Structural characterization of the aged 

Ineonel 718[J].Journal ofAlloys and Compounds,2000,306: 

277—284. 

(收稿日期:2011—08—02) 

上设计有两个支承座,两支承座上装有一个可左 

右移动的C型浮动架,C型浮动架的一端装有一 

靠轮,另一端装有悬臂,悬臂上安装喷头;在C型 

浮动架与底座之间还装有一回拉装置。本实用新 

喷码机跟踪装置 

专利号:ZL200720086444.7 

型可克服自动喷码机在金属板带上喷码位置容易 

变动,影响产品形象的问题;本实用新型特别适合 

于在金属板带生产线上配合自动喷码机进行准确 

喷码。 

专利权人:宝钢股份黄石涂镀板有限公司 

发明(设计)人:邓学华 

本实用新型是一种与自动喷码机配套使用的 

喷码机跟踪装置,它包括底座和喷头,特别是底座 

(宝山钢铁股份有限公司科技发展部供稿) 

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