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表面非晶化技术是通过表面工程技术,在机械零部件表面制备一定厚度的非晶涂层,从而提高机械零部件的强度、硬度以及耐磨性。这一技术在材料改性领域具有相当大的潜在应用价值。通过熔覆技术在机械零部件上进行表面非晶化,可以有效的提高材料的综合性能(强度、硬度以及耐磨性等),延长机械零部件的使用寿命,降低生产成本,但熔覆表面非晶化的研究还没取得突破性进展,对表面非晶化的影响因素和成型规律缺乏全面系统的认识,所以本研究具有非常重要的学术和应用价值。本论文用等离子熔覆技术辅助以自制的水冷循环系统,一步法在45钢基体上制得了Fe60Cr16Nb12Mo5Si2B5(wt%)以及添加微量元素C元素和La2O3的非晶复合涂层。系统研究了熔覆参数(熔覆电流和熔覆速度)对涂层的物相组成、非晶含量、宏观成型以及微观组织的影响,得出最佳工艺参数为熔覆电流110A、熔覆速度6mm/s。采用多种表征和检测方法(XRD、SEM、TEM、DSC和摩擦磨损试验机等)对涂层的微观结构、显微硬度、热稳定性、耐磨性以及冲蚀性能进行了研究分析。研究结果表明:在最佳工艺参数下制备的铁基非晶复合涂层与基体呈良好的冶金结合,且表面质量以及性能均明显优于基体。涂层组织中的晶相主要由针状马氏体以及下贝氏体等组成。由TEM、XRD以及Pseudo-Voigt函数拟合计算可知,涂层中存在非晶相且非晶含量达到13.46%,此外,还有少量的微粒Mo2B和Fe2B化合物存在。最佳工艺110A-6mm/s制备的涂层具有较高的热稳定性,玻璃转化温度Tg为733.5℃;涂层的显微硬度达到了1000 HV0.31100 HV0.3;涂层具有优异的耐磨性能,涂层的磨损机制主要为粘着磨损和氧化磨损。在30°冲击角下,基体和涂层的冲蚀形式主要为冲击、切削以及犁沟。通过添加C和La2O3对涂层进行微合金化时发现,C元素的加入增大了合金系中非晶相的形成,C加入2%时的非晶相含量为15.15%。当C从1%增加到2%时,涂层的显微硬度值最高,可达1280HV0.3。C含量为2%时的耐磨性最好,涂层的磨损机制主要为氧化磨损、磨粒磨损以及粘着磨损。La2O3的加入促进更多的非晶相的生成,当La2O3含量为2%时,显微硬度且为1000HV0.3。La2O3含量为1%和2%时的耐磨性最好,涂层的磨损机制主要为氧化磨损、磨粒磨损以及剥层磨损。