D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.11.016 第29卷第11期 北京科技大学学报 Vol.29 No.11 2007年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2007 AC HVAF喷涂铁基非晶复合 涂层结晶度的DSC法测定 祝军樊自拴孙冬柏俞宏英孟惠民王旭东 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要利用活性燃烧高速燃气喷涂方法(AC一HVAF)制备出一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层，根据非晶合金相变的 热力学原理可知部分晶化的非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变，其相变热应正比于残留非晶相的相含量·采用不同的热 处理工艺使喷涂的非晶涂层晶化，利用D$C分析法测定了热处理后涂层中的纳米晶体含量和部分晶化非晶合金涂层试样的 相变热，计算了该涂层试样的结晶度·实验结果和理论预测基本相符 关键词非晶涂层；活性燃烧高速燃气喷涂；结晶：DSC分析 分类号TG174.442 新型的超音速火焰喷涂技术一活性燃烧高速 非晶合金粉末作为喷涂材料，粉末粒度为一300目. 燃气喷涂(AC HVAF)是介于传统超音速火焰喷涂 基材为0Cr13Ni5Mo不锈钢，喷涂前对基材表面进 和冷喷涂之间的新喷涂工艺]，可以称为热动能 行除锈、除油等清洁化处理，然后进行喷砂粗化活化 喷涂，它是通过压缩空气与燃料燃烧产生高速气流 处理，采用美国Unique Coat公司生产的INTELLI 加热粉末，但并未使之完全熔化，同时将粉末加速至 ET AC HVAF热喷涂系统，将喷涂粉末预热至 700ms以上，撞击基体，形成极低氧化物含量和 60℃左右，然后按照以下参数进行喷涂：AIR,85 极高致密度的涂层，这种喷涂工艺过程对喷涂材料 PSI(PSI=7000Pa);FUEL1(丙烷)，77PSI; 的热退化影响非常低，制备的涂层表现出卓越的耐 FUEL2(丙烷)，67PSI:N2,18PSI;喷涂距离， 磨损及耐腐蚀特性；另一个突出的特点是生产效率 180mm;粒子速度，800ms-1.涂层的平均厚度为 高，其喷涂速率是传统超音速火焰喷涂的5~10倍， 300m左右， 沉积效率也优于传统超音速火焰喷涂[8] 1.2涂层的热处理 非晶纳米晶复合涂层是纳米化技术与非晶化技 对涂层试样的热处理工艺为：将试样封装在高 术相结合制备出来的具有高耐磨耐蚀综合性能优异 真空石英管中后移至热处理炉，然后以10℃mim1 的新型复合涂层，其性能与涂层中的非晶纳米晶之 的升温速度使炉升温至600℃，待炉温稳定即开始 间的比例、非晶的晶化程度有极其重要的关系，如 计时，保温l5min,再取出试样并空冷至室温。按同 何根据涂层的性能要求，设计退火工艺以控制其结 样的方法进行610,615,620,630℃的退火实验. 晶度的大小或者纳米晶化相的体积分数，是涂层开 1.3结晶度的DSC分析法原理 发应用的新课题，本文介绍了一种通过分析试样差 根据DSC基本原理，通过与己知相变温度和相 示扫描量热分析(DSC)曲线从而对该非晶合金涂层 变热标样DSC曲线的比较，等温晶化中的热焓变化 晶化过程中结晶度与相含量进行测量的方法 △H表现为DSC曲线上的放热峰 1 实验方法 AH=k「： △Tdt m Jt (1) 1.1喷涂材料和涂层制备 式中，m为晶化质量；t和t4是峰的起始和终止时 采用北京桑尧科技开发有限公司生产的Fe基 间：△T是比较（标准）物和样品的温差；k为校正常 数；△H·m是总晶化热QT,它和总的峰的面积成正 收稿日期：2006-11-14修回日期：2006-12-19 基金项目：国家863计划资助项目(Na.2002AA331080) 比·设某样品完全晶化时总放热量为Qr=QP,任 作者简介：祝军(1982-)，男，硕士研究生：樊自拴(1964-)，男， 一时刻t的放热量为Q,那么任一时刻的转变度 副教授 x、未转变度y就可表示为：
AC－HVAF 喷涂铁基非晶复合 涂层结晶度的 DSC 法测定 祝 军 樊自拴 孙冬柏 俞宏英 孟惠民 王旭东 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 摘 要 利用活性燃烧高速燃气喷涂方法（AC－HVAF）制备出一种高非晶含量的 Fe 基非晶合金涂层．根据非晶合金相变的 热力学原理可知部分晶化的非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变其相变热应正比于残留非晶相的相含量．采用不同的热 处理工艺使喷涂的非晶涂层晶化利用 DSC 分析法测定了热处理后涂层中的纳米晶体含量和部分晶化非晶合金涂层试样的 相变热计算了该涂层试样的结晶度．实验结果和理论预测基本相符． 关键词 非晶涂层；活性燃烧高速燃气喷涂；结晶；DSC 分析 分类号 TG174∙442 收稿日期：2006-11-14 修回日期：2006-12-19 基金项目：国家863计划资助项目（No．2002AA331080） 作者简介：祝 军（1982－）男硕士研究生；樊自拴（1964－）男 副教授 新型的超音速火焰喷涂技术———活性燃烧高速 燃气喷涂（AC－HVAF）是介于传统超音速火焰喷涂 和冷喷涂之间的新喷涂工艺［1－7］可以称为热动能 喷涂．它是通过压缩空气与燃料燃烧产生高速气流 加热粉末但并未使之完全熔化同时将粉末加速至 700m·s －1以上撞击基体形成极低氧化物含量和 极高致密度的涂层．这种喷涂工艺过程对喷涂材料 的热退化影响非常低制备的涂层表现出卓越的耐 磨损及耐腐蚀特性；另一个突出的特点是生产效率 高其喷涂速率是传统超音速火焰喷涂的5～10倍 沉积效率也优于传统超音速火焰喷涂［8］． 非晶纳米晶复合涂层是纳米化技术与非晶化技 术相结合制备出来的具有高耐磨耐蚀综合性能优异 的新型复合涂层其性能与涂层中的非晶纳米晶之 间的比例、非晶的晶化程度有极其重要的关系．如 何根据涂层的性能要求设计退火工艺以控制其结 晶度的大小或者纳米晶化相的体积分数是涂层开 发应用的新课题．本文介绍了一种通过分析试样差 示扫描量热分析（DSC）曲线从而对该非晶合金涂层 晶化过程中结晶度与相含量进行测量的方法． 1 实验方法 1∙1 喷涂材料和涂层制备 采用北京桑尧科技开发有限公司生产的 Fe 基 非晶合金粉末作为喷涂材料粉末粒度为－300目． 基材为0Cr13Ni5Mo 不锈钢喷涂前对基材表面进 行除锈、除油等清洁化处理然后进行喷砂粗化活化 处理．采用美国 Unique Coat 公司生产的 INTELLI －JET AC－HVAF 热喷涂系统．将喷涂粉末预热至 60℃左右然后按照以下参数进行喷涂：AIR85 PSI （PSI ＝7000Pa）；FUEL1（丙 烷）77 PSI； FUEL2（丙 烷）67 PSI；N218 PSI；喷 涂 距 离 180mm；粒子速度800m·s －1．涂层的平均厚度为 300m 左右． 1∙2 涂层的热处理 对涂层试样的热处理工艺为：将试样封装在高 真空石英管中后移至热处理炉然后以10℃·min －1 的升温速度使炉升温至600℃待炉温稳定即开始 计时保温15min再取出试样并空冷至室温．按同 样的方法进行610615620630℃的退火实验． 1∙3 结晶度的 DSC 分析法原理 根据 DSC 基本原理通过与已知相变温度和相 变热标样 DSC 曲线的比较等温晶化中的热焓变化 ΔH 表现为 DSC 曲线上的放热峰． ΔH＝ k m∫ t f t s ΔTd t （1） 式中m 为晶化质量；ts 和 tf 是峰的起始和终止时 间；ΔT 是比较（标准）物和样品的温差；k 为校正常 数；ΔH·m 是总晶化热 QT它和总的峰的面积成正 比．设某样品完全晶化时总放热量为 QT＝ QTP任 一时刻 t 的放热量为 Qt那么任一时刻的转变度 x、未转变度 y 就可表示为： 第29卷 第11期 2007年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．11 Nov．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．11．016
.1124, 北京科技大学学报 第29卷 =0 400 QTP (2) 350 y=1-x-0p-0 QTP (3) 对于恒升温速率的DSC曲线则可测出该升温 《长出)意 速率β下试样的初始转变温度T.、转变峰值温度 % T。和转变结束温度T,同样根据 0-maH-(/A-(/Bar 20 40 60 80 100 20/() 可求出与升温速率B有关的相变热△H(B),A为 图1常温Fe基合金涂层的XRD图谱 相应DSC曲线相变峰下的面积，dQ/dT为热流速 Fig.1 XRD pattern of an iron-based alloy coating 率，k为由实验仪器与实验参数决定的仪器常数. 400 2 实验结果的比较与分析 350 2.1涂层非晶状况 图1和图2分别是Fe基合金涂层和Fe基合金 粉末的XRD图谱.从图1和图2可看到宽化漫衍 射峰，没有明显的尖锐峰存在，说明粉末和涂层呈非 0 晶态，但涂层的XRD峰更为宽化，尖锐化程度更 20 40 60 80 100 弱.这表明由AC HVAF喷涂制备的涂层比喷涂粉 20() 末的非晶化程度更高，且涂层基本上由非晶相组成， 图2Fe基合金粉末的XRD图谱 即AC-HVAF能够制备出高非晶含量的Fe基非晶 Fig-2 XRD pattern of iron-based alloy powder 合金涂层 合金粉末在不同放大倍数下的SEM表面形貌，可 图3(a,b)是采用高压水雾法制备的铁基非晶 以看出，粉末呈球形或类似球形. (a) 图3铁基非晶合金粉末及涂层SEM表面形貌 Fig.3 SEM surface morphology of iron-based alloy powder and coatings 图3(c,d)是涂层表面形貌在不同放大倍数下 纹和粗大孔隙、层状结构导致涂层存在一定的孔 的SEM照片，可看出涂层由变形带状粒子相互搭 隙，主要是因为喷涂粒子的相互搭接堆积与熔融粒 接而成，呈层状结构，涂层组织较致密，无明显的裂 子的体积收缩以及喷涂时溶解于熔融粒子中的气体
x＝ Qt QTP （2） y＝1－ x＝ QTP－ Qt QTP （3） 对于恒升温速率的 DSC 曲线则可测出该升温 速率 β下试样的初始转变温度 Ts、转变峰值温度 Tp 和转变结束温度 Tf同样根据 QT＝ mΔH′＝（ k／β） A＝（ k／β）∫ Tf Ts d Q d T d T （4） 可求出与升温速率 β有关的相变热ΔH′（β）．A 为 相应 DSC 曲线相变峰下的面积d Q／d T 为热流速 率k 为由实验仪器与实验参数决定的仪器常数． 2 实验结果的比较与分析 2∙1 涂层非晶状况 图1和图2分别是 Fe 基合金涂层和 Fe 基合金 粉末的 XRD 图谱．从图1和图2可看到宽化漫衍 射峰没有明显的尖锐峰存在说明粉末和涂层呈非 晶态．但涂层的 XRD 峰更为宽化尖锐化程度更 弱．这表明由 AC－HVAF 喷涂制备的涂层比喷涂粉 末的非晶化程度更高且涂层基本上由非晶相组成 即 AC－HVAF 能够制备出高非晶含量的 Fe 基非晶 合金涂层． 图3（ab）是采用高压水雾法制备的铁基非晶 图1 常温 Fe 基合金涂层的 XRD 图谱 Fig．1 XRD pattern of an iron-based alloy coating 图2 Fe 基合金粉末的 XRD 图谱 Fig．2 XRD pattern of iron-based alloy powder 合金粉末在不同放大倍数下的 SEM 表面形貌．可 以看出粉末呈球形或类似球形． 图3 铁基非晶合金粉末及涂层 SEM 表面形貌 Fig．3 SEM surface morphology of iron-based alloy powder and coatings 图3（cd）是涂层表面形貌在不同放大倍数下 的 SEM 照片．可看出涂层由变形带状粒子相互搭 接而成呈层状结构涂层组织较致密无明显的裂 纹和粗大孔隙．层状结构导致涂层存在一定的孔 隙主要是因为喷涂粒子的相互搭接堆积与熔融粒 子的体积收缩以及喷涂时溶解于熔融粒子中的气体 ·1124· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第11期 祝军等：AC-HVAF喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的DSC法测定 ,1125. 在涂层冷却至室温后的析出；另一个原因是喷涂粒 分析： 子在基体上快速冷却使金属液体不可能完全充满整 个粒子间的接触部分以及涂层在喷涂后冷却时产生 △HA= hA/m A 4 残余应力使其表面产生部分很小的微裂纹而形成了 FC=△H=k(A+B)7mA+B r 孔隙9 其中，Q1表示某一温度下的放热量， 2.2涂层DSC分析 按照面积积分求出A、B的面积比例.如图6 非晶态是亚稳态，其自由能要比晶态的自由能 所示600℃时面积积分A=10.04542mm2,而总面 高，因此随着温度的升高或时间的延长，必然发生从 积A十B=25.42722mm2,故A/(A十B)= 非晶态合金向晶态合金的转变，该转变是一种放热 0.39507. 反应，差示扫描量热法通过测定试样与参比物吸收 的功率差表示热焓变化，即DSC曲线下面积就是转 2.508 变的热效应].利用差示扫描量热法可以测出输 2.090 入到试样和参比物之间的功率差与温度或时间的关 中1.672 系曲线.试样的DSC测试采用德国NETZSCH 1.254 DSC204差式扫描量热仪，测试条件为刚玉坩埚，参 比物Al203粉末，抽真空，并通流动Ar气(50mL· 0.836 min)保护，升温速度为10℃min-1,试样质量为 0.418 7.30mg 58059060061062063060 T/℃ 图4是AC HVAF喷涂制备的Fe基非晶合金 涂层的DSC曲线，其升温速度是l0℃min-1.可以 图5放热峰曲线 看出：在580~640℃之间DSC曲线上有特别明显 Fig-5 Exothermic peak curve 的放热峰，曲线的其他温度阶段基本上没有明显的 28 放热峰存在，可以将这个阶段的放热作为涂层晶化 过程所释放的总结晶潜热 22 4.180 16 3.344 10 2.508 DIP/OP 1.672 2上 580590600610620630640 T/℃ 0.836 图6放热峰面积积分曲线 01 0 2004006008001000 Fig.6 Exothermic peak integral area curve Tm℃ 图4常温下e基非晶涂层的DSC曲线 用同样方法求得其他温度时的转变分数，如图 Fig-4 DSC curve of an iron-based amorphous alloy coating at room 7所示 temperature 2.2.2热处理后涂层的DSC分析 分别将600,610,615,620,630℃热处理后的涂 2.2.1非晶涂层的DSC分析 层试样进行DSC测试，其实验条件和非晶涂层的完 实验所研究的Fe基合金涂层是很好的非晶态， 全一致 通过对这种良好非晶合金涂层试样的DSC测试，来 图8中的A、B、C、D、E、F分别是涂层常温下和 计算出不同温度下的转变分数.图5是涂层升温过 经过600,610,615,620,630℃热处理的DSC曲线， 程中存在的放热峰.根据图5与式(4)不难计算出 升温速度为10℃min1,其质量均为7.30mg从 600,610,615,620,630℃时试样从非晶态向晶态的 图中可以看出，随着热处理温度的升高，曲线上的放 转变分数Fc 热峰面积不断减小，即涂层中非晶向晶化态转变释 结合图5以计算600℃时转变分数为例进行 放的结晶潜热减少，根据非晶合金相变的热力学原
在涂层冷却至室温后的析出；另一个原因是喷涂粒 子在基体上快速冷却使金属液体不可能完全充满整 个粒子间的接触部分以及涂层在喷涂后冷却时产生 残余应力使其表面产生部分很小的微裂纹而形成了 孔隙［9］． 2∙2 涂层 DSC 分析 非晶态是亚稳态其自由能要比晶态的自由能 高因此随着温度的升高或时间的延长必然发生从 非晶态合金向晶态合金的转变该转变是一种放热 反应．差示扫描量热法通过测定试样与参比物吸收 的功率差表示热焓变化即 DSC 曲线下面积就是转 变的热效应［10］．利用差示扫描量热法可以测出输 入到试样和参比物之间的功率差与温度或时间的关 系曲线．试样的 DSC 测试采用德国 NETZSCH DSC204差式扫描量热仪测试条件为刚玉坩埚参 比物 Al2O3 粉末抽真空并通流动 Ar 气（50mL· min －1）保护升温速度为10℃·min －1试样质量为 7∙30mg． 图4是 AC－HVAF 喷涂制备的 Fe 基非晶合金 涂层的 DSC 曲线其升温速度是10℃·min －1．可以 看出：在580～640℃之间 DSC 曲线上有特别明显 的放热峰曲线的其他温度阶段基本上没有明显的 放热峰存在．可以将这个阶段的放热作为涂层晶化 过程所释放的总结晶潜热． 图4 常温下 Fe 基非晶涂层的 DSC 曲线 Fig．4 DSC curve of an iron-based amorphous alloy coating at room temperature 2∙2∙1 非晶涂层的 DSC 分析 实验所研究的 Fe 基合金涂层是很好的非晶态 通过对这种良好非晶合金涂层试样的 DSC 测试来 计算出不同温度下的转变分数．图5是涂层升温过 程中存在的放热峰．根据图5与式（4）不难计算出 600610615620630℃时试样从非晶态向晶态的 转变分数 FC． 结合图5以计算600℃时转变分数为例进行 分析： FC＝ ΔHA ΔH ＝ kA／m k（ A＋B）／m ＝ A A＋B ＝∫ 640 580 d Q1 d T d T ∫ 640 580 d Q d T d T ． 其中Q1 表示某一温度下的放热量． 按照面积积分求出 A、B 的面积比例．如图6 所示600℃时面积积分 A ＝10∙04542mm 2而总面 积 A ＋ B ＝25∙42722mm 2故 A／（ A ＋ B ） ＝ 0∙39507． 图5 放热峰曲线 Fig．5 Exothermic peak curve 图6 放热峰面积积分曲线 Fig．6 Exothermic peak integral area curve 用同样方法求得其他温度时的转变分数如图 7所示． 2∙2∙2 热处理后涂层的 DSC 分析 分别将600610615620630℃热处理后的涂 层试样进行 DSC 测试其实验条件和非晶涂层的完 全一致． 图8中的 A、B、C、D、E、F 分别是涂层常温下和 经过600610615620630℃热处理的 DSC 曲线 升温速度为10℃·min －1其质量均为7∙30mg．从 图中可以看出随着热处理温度的升高曲线上的放 热峰面积不断减小即涂层中非晶向晶化态转变释 放的结晶潜热减少．根据非晶合金相变的热力学原 第11期 祝 军等： AC－HVAF 喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的 DSC 法测定 ·1125·
,1126 北京科技大学学报 第29卷 62 从图9可以看出，涂层经600,610,615,620， 58 630℃热处理后测得的结晶度和非晶理论预测的结 54 果基本相符，并且两者之间平均误差为5%左右 14 50 12 46 名 ◆ 38 600 605 610 615 620 T/℃ 图7不同温度下非晶涂层的转变体积分数曲线 Fig.7 Transformation percent of the amorphous coatings at differ- 600605610615620625630 ent temperature T/℃ 理：部分晶化非晶合金的晶化即为残留非晶相的转 图9涂层非晶转变分数(X)与热处理后结晶度(Fc)的比较 变，其相变热应正比于残留非晶相的相含量，所以 Fig-9 Comparison of the fraction of amorphous transformation 随着热处理温度升高，涂层中非晶含量减少·根据 amorphous alloy coatings with the crystallinity of annealed coatings 图8和式(4)计算出涂层不同热处理温度下的结晶 度具体数值，如表1. 3结论 (I)利用新型的AC HVAF喷涂出了高非晶含 B 量的Fe基非晶合金涂层 C (2)采用DSC法测出的部分晶化非晶合金复 D 合涂层退火样结晶度的大小和非晶复合涂层的理论 E 预测基本相符，是一种可行的测量方法· F 参考文献 200400 600 8001000 T℃ [1]Dorfman M R.Thermal spray basics.Adv Mater Processes. 2002,160(7):47 图8不同温度热处理涂层的升温DSC曲线 [2]Kreye H A.Comparison of HVOF systems behavior of materials Fig.8 DSC curves of the coatings annealed at different tempera- and coating properties//Proceedings of the 4th HVOF Colloqui- tures um.Erdin,1997,11:13 表1涂层不同热处理温度下的结晶度 [3]Legoux J G.Arsenault B.Moreau C,et al.Evaluation of four Table 1 Crystallinity of the coatings heat-treated at different temper high velocity thermal spray guns using WC1OCo4Cr cermets/ Proceedings of the International Thermal Spray Conference.Mon atures treal,2000,479 DSC曲线 放热峰面 试样质 晶化 剩余非 [4]Hanson T C.Hackett C M.Settles G S.Independent control of 编号 积/mm2 量/mg 度/% 晶/% HVOF particle velocity and temperature.J Therm Spray Tech- A 25.42722 7.30 0 100 nol,2002,11(1):75 [5]Gilmore D L.Dykhuizen R C.Neiser R A.et al.Particle veloci- B 17.80363 7.30 38.135 61.865 ty and deposition efficiency in the cold spray process.J Therm ? 15.57773 7.30 53.221 46.779 Spray Technol.1999.4(8):576 D 14.91891 7.30 58.673 41.237 [6]Stoltenhoff T.Voyer J.Kreye H.Cold spraying state oft heart E 13.53262 7.30 61.264 38.736 and applicability//Proceeding of the International Thermal Spray 9.69667 7.30 70.018 29.982 Conference.Essen.2002:366 [7]Papyrin A N.Kosarev N F.Klinkov S V,et al.On the interac- 图7和表1结果表明，随着热处理温度升高，常 tion of high speed particles with a substrate under the cold spray 温Fe基非晶涂层中非晶相向晶态相的转变分数Fc ing//Proceeding of the International Thermal Spray Conference. Essen,2002:380 与热处理后涂层的结晶度Xc均有增大的变化 [8]Verstak A.Baranovski V.Activated combustion HVAF coatings 趋势 for protection against wear and high temperature corrosion//Pro-
图7 不同温度下非晶涂层的转变体积分数曲线 Fig．7 Transformation percent of the amorphous coatings at different temperature 理：部分晶化非晶合金的晶化即为残留非晶相的转 变其相变热应正比于残留非晶相的相含量．所以 随着热处理温度升高涂层中非晶含量减少．根据 图8和式（4）计算出涂层不同热处理温度下的结晶 度具体数值如表1． 图8 不同温度热处理涂层的升温 DSC 曲线 Fig．8 DSC curves of the coatings annealed at different temperatures 表1 涂层不同热处理温度下的结晶度 Table1 Crystallinity of the coatings heat-treated at different temperatures DSC 曲线 编号 放热峰面 积／mm 2 试样质 量／mg 晶化 度／％ 剩余非 晶／％ A 25∙42722 7∙30 0 100 B 17∙80363 7∙30 38∙135 61∙865 C 15∙57773 7∙30 53∙221 46∙779 D 14∙91891 7∙30 58∙673 41∙237 E 13∙53262 7∙30 61∙264 38∙736 F 9∙69667 7∙30 70∙018 29∙982 图7和表1结果表明随着热处理温度升高常 温 Fe 基非晶涂层中非晶相向晶态相的转变分数 FC 与热处理后涂层的结晶度 XC 均有增大的变化 趋势． 从图9可以看出涂层经600610615620 630℃热处理后测得的结晶度和非晶理论预测的结 果基本相符并且两者之间平均误差为5％左右． 图9 涂层非晶转变分数（XC）与热处理后结晶度（FC）的比较 Fig．9 Comparison of the fraction of amorphous transformation amorphous alloy coatings with the crystallinity of annealed coatings 3 结论 （1） 利用新型的 AC－HVAF 喷涂出了高非晶含 量的 Fe 基非晶合金涂层． （2） 采用 DSC 法测出的部分晶化非晶合金复 合涂层退火样结晶度的大小和非晶复合涂层的理论 预测基本相符是一种可行的测量方法． 参 考 文 献 ［1］ Dorfman M R．Thermal spray basics．Adv Mater Processes 2002160（7）：47 ［2］ Kreye H A．Comparison of HVOF systems behavior of materials and coating properties∥Proceedings of the 4th HVOF Colloquium．Erdin199711：13 ［3］ Legoux J GArsenault BMoreau Cet al．Evaluation of four high velocity thermal spray guns using WC10Co4Cr cermets ∥ Proceedings of the International Thermal Spray Conference．Montreal2000：479 ［4］ Hanson T CHackett C MSettles G S．Independent control of HVOF particle velocity and temperature．J Therm Spray Technol200211（1）：75 ［5］ Gilmore D LDykhuizen R CNeiser R Aet al．Particle velocity and deposition efficiency in the cold spray process．J Therm Spray Technol19994（8）：576 ［6］ Stoltenhoff TVoyer JKreye H．Cold spraying state oft heart and applicability∥Proceeding of the International Thermal Spray Conference．Essen2002：366 ［7］ Papyrin A NKosarev N FKlinkov S Vet al．On the interaction of high speed particles with a substrate under the cold spraying∥Proceeding of the International Thermal Spray Conference． Essen2002：380 ［8］ Verstak ABaranovski V．Activated combustion HVAF coatings for protection against wear and high temperature corrosion∥Pro- ·1126· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第11期 祝军等：AC-HVAF喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的DSC法测定 ,1127, ceeding of the International Thermal Spray Conference.Orlan- 金涂层的性能研究.材料工程，2005,16(9)：53 duo,2003:535 [10]周玉，范雄.材料分析方法.北京：机械工业出版社，1999： [9]潘继岗，樊自拴，孙冬柏，等.超音速火焰喷涂Fe基非晶合 183 DSC measurement of the crystallinity of iron -based amorphous alloy coatings by AC HV AF spraying ZHU Jun,FAN Zishuan,SUN Dongbai,YU Hongying,MENG Huimin,WANG Xudong Materials Science and Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI A high amorphous content Fe based amorphous coating was prepared by the activated combustion high velocity air fuel (AC HVAF)spraying method.According to the thermodynamic transformation theory of amorphous alloys,the crystallization of the fractional crystallized amorphous alloy is the transformation of residu- al amorphous phase,and its transformation enthalpy should be proportional to the phase content of residual amorphous phase.The coating was crystallized by different heat treatment methods.The nanocrystal content in the heated treating coatings and the fractional transformation enthalpy were measured by DSC analysis.The crystallization of the coating was detected.The experimental result basically matched with the data of theoretic forecasting. KEY WORDS amorphous alloy coatings;activated combustion high velocity air fuel spraying;crystallization: DSC analysis (下期预告) X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 陈庆军康永林孙浩于浩 通过双道次压缩实验，在Gleeble 1500热模拟实验机上研究了X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的 软化行为，分析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行 为的影响规律，采用应力补偿法计算了不同变形条件下的静态再结晶分数，根据实验数据，计算出X70管线 钢静态再结晶激活能为435.3 kJ.mol,建立了其静态再结晶动力学模型，为制定合理的轧制工艺提供了 基础
ceeding of the International Thermal Spray Conference．Orlanduo2003：535 ［9］ 潘继岗樊自拴孙冬柏等．超音速火焰喷涂 Fe 基非晶合 金涂层的性能研究．材料工程200516（9）：53 ［10］ 周玉范雄．材料分析方法．北京：机械工业出版社1999： 183 DSC measurement of the crystallinity of iron-based amorphous alloy coatings by AC－HVAF spraying ZHU JunFA N ZishuanSUN DongbaiY U HongyingMENG HuiminWA NG Xudong Materials Science and Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT A high amorphous content Fe－based amorphous coating was prepared by the activated combustion high-velocity air-fuel （AC－HVAF） spraying method．According to the thermodynamic transformation theory of amorphous alloysthe crystallization of the fractional crystallized amorphous alloy is the transformation of residual amorphous phaseand its transformation enthalpy should be proportional to the phase content of residual amorphous phase．The coating was crystallized by different heat treatment methods．The nanocrystal content in the heated treating coatings and the fractional transformation enthalpy were measured by DSC analysis．The crystallization of the coating was detected．The experimental result basically matched with the data of theoretic forecasting． KEY WORDS amorphous alloy coatings；activated combustion high-velocity air-fuel spraying；crystallization； DSC analysis （下期预告） X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 陈庆军 康永林 孙 浩 于 浩 通过双道次压缩实验在 Gleeble1500热模拟实验机上研究了 X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的 软化行为分析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行 为的影响规律采用应力补偿法计算了不同变形条件下的静态再结晶分数．根据实验数据计算出 X70管线 钢静态再结晶激活能为435∙3kJ·mol －1建立了其静态再结晶动力学模型为制定合理的轧制工艺提供了 基础． 第11期 祝 军等： AC－HVAF 喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的 DSC 法测定 ·1127·