超音速火焰噴涂（HVOF）能夠制備金屬陶瓷復合涂層，是一種潛在的增材制造技術（AM）技術。

      在《稀有金屬》期刊發表的《熱處理對超音速火焰噴涂增材制造9Cr18Ni12/WC10Co4Cr流道微觀結構和空蝕性能的影響》一文中，研究團隊以9Cr18Ni12和WC10Co4Cr粉末為原材料，采用HVOF制備9Cr18Ni12/WC10Co4Cr金屬基復合材料流道，通過X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、顯微硬度儀及超聲波空蝕試驗等方法分析了熱處理對金屬基復合材料流道的相成分、微觀組織結構、硬度及耐空蝕性能的影響。

        結果表明，流道的平均孔隙率為1.34%，經熱處理后升高至3.40%。在熱處理后復合材料流道的相組成與噴涂態相比沒有出現新相，內部顆粒邊界由于熱處理發生了邊界熔合現象。復合材料流道的顯微硬度為HV0.3（394.8±47.3），該值隨熱處理溫度變化幅度較小。在進行熱處理之后，復合材料流道在空蝕試驗中的質量累積損失從（6.2±0.08）mg下降到（3.6±0.06）mg，表明熱處理顯著提高了金屬基復合材料流道的耐空蝕性能。該研究為探索一種新的金屬基復合材料增材制造技術提供了基礎實驗數據。

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圖1 9Cr18Ni12粉末和WC10Co4Cr粉末的表面形貌（SEM圖像）和粒度分布
Fig.1 SEM images of surface morphology （a，c） and particle size distribution（b，d）of 9Cr18Ni12 powder（a，b）and WC10Co4Crpowder（c，d）

圖2 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料流道的宏觀形貌

Fig.2 Macroscopic morphology of 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composite flow channels

圖3 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料流道橫截面顯微組織、顆粒邊界和晶粒結構的SEM圖像

Fig.3 SEM images of cross-sectional microstructure（a），particle boundaries（b）and grain structure（c）of 9Cr18Ni12/WC10Co4Crcomposite flow channels

圖4 熱處理后 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr 復合材料的橫截面顯微組織和晶粒結構（SEM圖像）

Fig.4 SEM images of cross-sectional microstructure（a）and grain structure（b）of 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composite with heat treatment

圖5　粉 末 原 材 料 和 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr 復 合 材 料 的XRD圖譜

Fig.5 XRD patterns of powder raw materials and 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composites

圖6 原材料混合粉末和 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr 復合材料流道的顯微硬度圖

Fig.6 Microhardness of feed stock mix powder and 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composites

圖7 8h空蝕試驗后噴涂態和熱處理后9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料的表面形貌（SEM圖像）

Fig.7 SEM images of surface morphology of as-printed（a，b）and heat-treated（c，d）9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composite for 8 h of cavitation testing

圖8 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr 復合材料的空蝕質量損失與侵蝕時間的函數關系

Fig.8 Cavitation mass loss of 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr composites as function of erosion time

 全文小結

采用HVOF技術增材制造了9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料流道，研究了熱處理對復合材料流道微觀結構和空蝕性能的影響，主要結論如下：
1.HVOF技術可以作為增材制造技術制備MMCs，制備的9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料的孔隙率為1.34%，硬 度 為 HV0.3 （394.8±47.3），噴 涂 態9Cr18Ni12/WC10Co4Cr 復合材料的累積質量損失為（6.2±0.08）mg。
2. 熱處理后9Cr18Ni12/WC10Co4Cr復合材料的 孔 隙 率 從1.34% 上 升 到3.40%，硬 度 從HV0.3（394.8±47.3）下降到HV0.3（348.1±24.7），累積質量損失為（3.6±0.06）mg。

論文引用信息：

方 凱，王曉霞，王 欣，劉吉波，劉 光，所新坤. 熱處理對超音速火焰噴涂增材制造9Cr18Ni12/WC10Co4Cr流道微觀結構和空蝕性能的影響 [J]. 稀有金屬，2022，47(5): 778-786.

Fang Kai，Wang Xiaoxia，Wang Xin，Liu Jibo，Liu Guang，Suo Xinkun.

Microstructures and Cavitation Erosion Properties of 9Cr18Ni12/WC10Co4Cr Flow Channelsby High-Velocity Oxygen Fuel Spray Additive Manufacturing with Heat Treatment [J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2022, 47(5): 778-786.

(責任編輯：admin)

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