NiCrBSi合金的高温氧化行为与耐磨机理

摘要

【目的】NiCrBSi合金是一种具有优异耐磨耐蚀性能的合金.本工作主要探究NiCrBSi合金的抗氧化与耐蚀耐磨性能，为优化NiCrBSi合金的成分提供一定的参考.【方法】采用高温氧化实验与摩擦磨损实验，对NiCrBSi合金表面氧化层与截面的显微组织、形貌、元素分布及物相结构进行了研究，分析了磨痕表面形貌、元素分布及物相结构.【结果】在900℃下，NiCrBSi合金中的Si元素优先向表面扩散并与O反应形成SiO₂氧化层，Cr元素因氧化层的阻碍作用，在SiO₂氧化层下方形成Cr₂O₃氧化层.由于氧化层并不能完全阻碍O元素向合金内部扩散，使得基体被氧化形成NiO.在此过程中，还伴随有Cr₃C₂向Cr₂₃C₆的转变以及NiO与SiO₂反应生成Ni₂（SiO₄）等复杂反应.随着施加载荷的增加，合金的磨损率呈现上升趋势，整体摩擦系数稳定在0.6～0.8,不同载荷条件下，NiCrBSi合金的磨损机制以黏着磨损和磨粒磨损为主.【结论】Si、Cr元素协同作用可以提升合金的抗氧化性能，基于合金成分优化与组织结构调控，可以为NiCrBSi合金性能的提升与新型耐磨涂层的研发提供理论与实验数据参考.

关键词

NiCrBSi合金 / 高温氧化 / 摩擦磨损 / 磨损机制