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电弧喷涂与工程结构的磨损主讲：余圣甫华中科技大学材料科学与工程学院

第一部分工程结构的磨损与喷涂磨损的科学问题添加标题工程结构的磨损作为工程研究主要解决产品使用过程中的磨损机理以及如何采用合理的工艺方法防治或减轻磨损。添加标题由此提出的科学问题：添加标题根据产品的使用环境确定磨损的限度和产生的后果添加标题优化耐磨材料和制造工艺技术添加标题确定影响因素，预测结构的使用寿命添加标题预保养和维修添加标题

二、磨损的分类根据工程结构使用环境的不同可分为以下六类：（1）磨粒磨损（AbrasiveWear）由于硬的颗粒或凸起物使工程结构表面迁移造成的磨损。（2）粘着磨损（AdhesiveWear）接触表面作相对运动，由于固态焊合使材料从一个表面转移到另一个表面造成的磨损。

由于循环交变应力引起疲劳，使材料脱落的一种磨损。腐蚀磨损（CorrosionWear）疲劳磨损（FatigueWear）与周围介质发生化学反应造成材料失重。冲蚀磨蚀（ErosiveWear）含有固体粒状的流体冲刷固体表面，是固体材料表面流失的磨损过程。添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题

气蚀磨损（CavitationWear）1流动液体流过固体表面引起空泡，空泡破灭时，液滴冲击固体材料造成流失。2磨粒磨损的三种形式3低应力磨粒磨损4磨粒以小的投射角，较自5由地在工件表面上滑动。6这类磨损的宏观现象是工件表面很光滑。7高应力磨粒磨损8磨粒在压力作用下，使构件发生磨损。这类磨损的宏观现象是工件表面有沟槽。9

单击此处添加大标题内容凿削磨损较大的磨粒，以较大的投射角，较大的能量投向工件。这类磨损的宏观现象是工件表面很深的沟槽。磨粒磨损的过程磨粒磨损包含两个阶段：一是磨粒在基体上刻出沟槽；二是沟槽边缘的金属产生塑性变形，逐渐导致表面金属破碎与剥落。影响磨粒磨损的因素磨粒磨损在很大程度上受磨粒的性质及其作用方式的影响。主要有：磨粒的大小

磨粒的形状1磨粒的硬度2磨粒作用时的压力和冲击3磨粒的浓度4磨粒作用时的投射角5磨粒与工件表面的相对速度6作用时间的长短7经验证明：在有应力作用下，如果磨粒的硬度低于工件，则磨粒发生磨损。8磨粒的硬度与工件相当，则工件发生磨损。9磨粒硬度高于工件，则工件发生强烈磨损。10

热喷涂技术的发展背景腐蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。只有提高零件的防腐和耐磨性能，才能避免巨大的经济损失。高科技的应用和工业生产技术水平提高，高效、高质的运行模式已成为人们追求的目标，对机械零部件的综合性能要求越来越高。热喷涂技术是表面工程领域内表面改性最有效的技术之一。

热喷涂技术定义及原理热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法，赋予基体表面特殊功能的目的。

热喷涂技术的应用热喷涂技术应用十分广泛，可制备减摩耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化、热障功能、催化功能、电磁屏蔽吸收、导电绝缘、远红外辐射等功能涂层。1涂层材料几乎涉及所有固态工程材料，包括金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料、金属塑料及它们的复合材料和其他非金属无机材料。2

热喷涂技术的应用广泛应用于航空航天、冶金、能源、国防、石油化工、机械制造、交通运输、轻工机械、生物工程国民等经济各个领域。

热喷涂技术的应用广泛应用于航空航天、冶金、能源、国防、石油化工、机械制造、交通运输、轻工机械、生物工程国民等经济各个领域。

热喷涂技术工艺方法

第二部分磨损的防护技术耐磨粒磨损材料的特性耐磨损材料的耐磨性能主要取决于金相组织。金相组织主要决定于化学成分与热过程。利用第二相硬质点，改善材料的耐磨性。如WC，Cr7C3等。由此要求，良好韧性的基体，均匀分布高硬度的第二相质点。硬相质点

单击此处添加大标题内容硬相质点的类型最好的为WC，次之为Cr的碳化物，如Cr7C3，Cr23C7，其他为Nb、Ti、V的碳化物。硬相质点的尺寸大小质点尺寸较大，耐磨性较高。硬相质点的数量硬相质点的数量越多，耐磨性越高。硬相质点的间距硬相质点的间距越小，越耐磨硬相质点的形状以球状最为耐磨

01硬相质点的排列方向02耐磨材料03根据喷涂材料的形状可分为线材、棒材、粉末、陶瓷、高分子材料。04在众多材料中，以线材料制造方便，价格低廉，适用性广泛。05铜及其铜合金06铜及其铜合金，有一定耐磨耐蚀性，主要用于装饰。07钼及其合金08钼的摩擦系数低，耐磨性好。但价格昂贵。09镍及其合金

主要是指Ni-Cr-B-Si系合金，有良好的耐蚀性和耐磨性，第二相质点为Ni3B，CrB和碳化物Cr7C3。马氏体不锈钢主要以0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、7Cr13有良好的耐磨性和耐蚀性。奥氏体不锈钢以18-8奥氏体不锈钢