1、熱噴涂涂層性能檢測方法            熱噴涂涂層在實際應用中對基體起到重要的保護作用，為確定涂層的性能和效果，檢測顯得尤為重要。熱噴涂涂層的性能由于影響著所防護材料的使用性能而備受關注。涂層的性能取決于噴涂設備、材料、工藝等多種因素。涂層性能的檢測評估涉及很多檢測方法，就一般的電弧噴涂層而言，涂層性能主要包括了涂層物理性能（如外觀、密度、厚度、金相等）、力學性能（如結合強度、耐磨性、殘余應力等）和化學性能（如化學成分、耐蝕性、耐熱性、電化學性等）。在實際工作中并不要求

2、電弧噴涂涂層一定要測試上述所有性能，而是要根據不同的目的來選擇不同的測試項目。涂層性能測試所涉及的國家標準為了可靠地評價電弧噴涂涂層質量的優劣，準確測定涂層性能是否達到工藝、設計或者使用上的預期要求，需要一套比較準確的涂層質量和性能檢測的方法。當然，最有效的方式就是采用現有的國家標準。表列出了現有的一些國家標準。熱噴涂涂層的測試方法1.涂層顯微金相組織由于涂層與基體是兩種截然不同的材料，硬度可能相差很大，磨制試樣時需要特別謹慎。涂層試樣的要求與一般金相試樣有所不同，制備過程中要特別注意不能破壞涂層中微粒的組織結構，盡量避免涂層粒子在磨制試樣時脫落下來。顯微金相結構的分析主要包括兩個步驟：樣品制

3、備和觀察分析。具體步驟如下：（1）取樣：樣品的選擇應符合國家標準GB/T13289金屬顯微組織檢測方法規定進行，用細砂輪、線切割機或者火焰切割等方法截取一定尺寸具有研究價值的部位，且應保持所觀察部位的組織不改變。（2）樣品制備：樣品鑲嵌，磨、拋以及腐蝕，均應按照GB/GT3298規定進行。（3）組織結構分析步驟：將準備好的組織結構試樣置于載物臺上；將顯微鏡開關開啟，打開光源，調整好照明電源使之對中；裝上選好的物鏡、目鏡以及相應的觀察方法。顯微鏡功能一般有6種，如明視場、暗視場、偏振光、干涉、微分干涉襯度、顯微硬度；用粗細調焦鈕對樣品進行聚焦，同時調整好孔徑和視場光欄大小，至目鏡筒內觀察到清晰的

4、組織圖像為止；選擇好物象視場，用轉換鈕轉向攝影系統，裝上底片即可曝光拍照。（4）樣品的保存：對于涂層樣品應放置在干燥器內（內有硅膠）。2.涂層結合強度測試方法該性能測試根據國標G9 8642-88 （熱噴涂層結合強度的測定）進行。拉伸試樣的材質是普通的Q235鋼，經車削加工而成。具體試驗步驟如下：將試樣對偶件A、B噴砂處理，將試件端面A均勻地噴上待測結合強度的涂層，厚度約為0.8mm，然后用E-7膠將試件A、B件粘合，并將A試件置于B試件之上，使其同軸，經過100、1h加熱固化以后，將試件夾在試驗機夾具上，以1m/min的速度進行拉伸，記下拉斷時所施加的載荷大小，同時觀察拉斷時，試件端面涂層的

5、剝落情況。用下式計算結合強度：式中，b涂層得結合強度，N/mm2；F試樣破裂的最大載荷，N；A0試驗的涂層面積，mm2。3.涂層硬度測試方法涂層硬度的測量方法主要包括宏觀硬度的測試和微觀硬度的測試兩種，通常對應用于工程中的噴涂涂層進行宏觀硬度的測試。國家標準GB/T 9790-1988金屬覆蓋層及其他有關覆蓋層維氏和努氏顯微硬度試驗明確規定了金屬涂層表面洛式硬度的檢測方法。（1）試驗設備：數字式顯微硬度計。（2）試樣制備：試樣的基體材料是尺寸為45mm×45mm×5mm的普通20g鋼，表面涂層厚度為0.5mm。（3）試驗過程：將表面噴有涂層的試樣，制備成金相試樣，放置在數字

6、式顯微硬度計的載物臺上，施加載荷，記錄下刻度盤上的硬度值。測量時選用的載荷為100gf，停留時間為10s，測試該涂層的顯微硬度值。由于涂層本身組織不均勻，易產生偏析，在測試中出現高硬度和低硬度值，因此至打5個壓痕點，然后取平均值。產品的洛氏硬度均通過維氏硬度查表換算得到。                4.涂層相對耐磨性能測定方法測量電弧噴涂涂層耐磨性的試驗方法主要包括三種：試樣試驗、臺架試驗和使用試驗。在選擇試驗方法的時候，應根據涂層

7、工作環境選擇試驗方法。工程中應用的涂層耐磨性試驗的測量方法如下：（1）試驗概述磨粒磨損試驗采用濕砂橡膠輪式磨損試驗機進行，為典型的三體磨粒磨損：磨粒在橡膠輪和試件表面流動從而引起磨損。其中試驗參數如下：橡膠輪轉速：240 r/min；橡膠輪直徑：178mm；橡膠輪硬度：60(邵爾硬度)；砂漿比例：水1000g、砂1500g；載荷：10kg；磨損時間：50m；橡膠輪轉數：約12 000轉；磨料：4070目的石英砂；（2）試件的準備試件基體材質為20g鋼，形狀為57 mm×25 mm×5mm。表面經噴砂處理后，噴涂1.5mm厚的涂層。在做磨損試驗之前，為提高試驗精度，試件有涂層

8、的一面在磨床上磨光。材料的耐磨性能用磨損的失重量來衡量。在試驗前后，將試件放入盛有丙酮溶液的燒杯中，在超聲波清洗儀中清洗35min，干燥后用精度為0.1mg電子天平稱量。先預磨12000轉，再正式磨12 000轉。算出磨損前后試件的重量差，即為失重量。每種配方測三個試樣，取平均值來衡量配方的耐磨性。試驗同時用20g鋼作為對比。（3）評估磨粒磨損試驗后，在磨痕中部切開取出約5mm×5mm的小塊，在掃描電鏡下觀察磨粒磨損過程中留下的磨痕。由產品表面在測試后的變化效果確定其磨粒磨損能力的優劣，產品在磨損后重量損失過多（超過80%），則表明產品磨粒磨損性能不好。5.涂層抗熱震性能測試方法在工

9、程中，電弧噴涂所防護的材料表面在工作中通常經過高溫到低溫的循環運作，所以涂層表面的熱震性能在測試中也需要考慮進來。試樣尺寸為45mm×45mm×5mm的普通Q235鋼，表面涂層厚度為0.5mm。將試樣置于箱式加熱爐中，加熱溫度分別選擇600、700、800，隨爐加熱15min，然后從爐中取出試樣，迅速投入常溫水中進行冷卻，如此反復完成加熱、冷卻、再加熱的熱循環過程，觀察涂層表面是否有起皮、涂層脫落、氧化變色等情況，以檢測涂層的抗疲勞性能。6.涂層抗氧化性能測試方法對高溫氧化反應速率的測試方法最常用的是重量測量法。如果試驗中產生大量的腐蝕產物且涂層表面有剝落現象產生，則使用矢

10、量法，也就是要去除失去的腐蝕產物，然后稱量失去腐蝕產物后的重量。如果腐蝕產物致密且附著性好，且應采用增量法，也就是測量樣品腐蝕后所增加的重量。使用重量法測量高溫氧化反應損率的同時，通常還配合其他的方法對腐蝕情況進行觀察和分析：應用光學顯微鏡和電子掃描顯微鏡可以觀察腐蝕產物的形貌和顯微結構；用X射線和電子衍射技術可以確定物質的晶體結構，因而可以確定反應產物的物相；利用電子探針和離子探針可以確定合金元素在腐蝕產物中的分布。在測量試樣高溫氧化性的試驗中，主要包括以下幾個步驟：（1）試樣制備高溫氧化試驗的試樣基體是Q235鋼，尺寸30mm×10mm×5mm。在噴涂前首先去掉試樣毛刺

11、，將其邊角處打磨成圓角，表面經過噴砂粗化凈化處理后，對三種材料試樣的六個面都進行噴涂，噴涂后試樣表面無裂紋，涂層厚度為0.4mm。（2）試驗步驟a.精確計算試樣的表面積。b.用無水酒精或丙酮清洗試樣和坩鍋，將試樣及坩鍋放入100的烤箱中烘干。c.測量試樣與坩鍋的總重量，并記錄數據。d.將電爐溫度設定在800下，將試樣放入電爐中。e.氧化一段時間后，取出坩鍋進行稱重，并記錄好數據。氧化時間在試驗開始時控制在5h，隨著試驗的進行，氧化時間逐漸延長，可依次分別取10h和20h。f.重復步驟4，直至氧化200h。g.在金相顯微鏡下觀察試樣組織形貌。由產品表面在測試后的變化效果確定其抗氧化能力的優劣，如

12、出現裂紋或其它缺陷，表明產品抗氧化性能不好。7.涂層耐腐蝕性能測試方法在耐腐蝕測試中使用的試驗試樣基體是Q235鋼，尺寸30mm×l0mm×3mm。在噴涂前首先去掉試樣毛刺，將其尖角處打磨成圓角，表面經過粗化凈化處理后，對三種材料試樣的6個面都進行噴涂，噴涂后試樣表面無裂紋，涂層厚度為0.4mm。待試樣準備完畢后，按下列步驟進行試驗：(1)精確計算試樣的表面積。(2)用無水酒精清洗試樣，測量試樣的重量。(3)取85%Na2SO4+15%NaCl(質量比，鹽為固體狀態)混合在一起，攪拌均勻，然后將混合鹽放入柑鍋中，再放入箱式電爐中加熱熔化，讓鹽能充分混合，之后將坩鍋取出，冷卻

13、后，將混合鹽分成四等份，分別置于四個坩鍋中。(4)分別將四個試樣置于四個柑鍋中，使試樣的一半沒在混合鹽之中，另一半則露在空氣中，蓋上坩鍋蓋。(5)測量試樣與增禍的總重量，并記錄數據。(6)將電爐溫度設定在800下，將裝有試樣的坩鍋放入電爐中。(7)待腐蝕100h后，取出試樣，冷卻后測量試樣與坩鍋的總重量，再將試樣取出去除試樣表面的附著的鹽粒，再用清水清洗。(8)觀察試樣的變化情況后，再用線切割儀將試樣沿縱向切成兩小塊。(9)在掃描電鏡下觀察試樣埋在熔鹽中的部分和未埋在熔鹽中的部分的橫截面腐蝕情況及組織結構，用電子探針對試樣橫截面的氧、氛進行面分析和線分析，測量氧氯在涂層及基體中的滲入深度。(10)分析試驗結果。