热喷涂涂层的宏观硬度和显微硬度

2020-05-13 2707

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涂层的硬度是涂层非常重要的力学性能指标,关系到涂层的耐磨性、强度及涂层使用寿命等多种功能。组成涂层的涂层材料大多是多合金或高合金材料和复合材料,涂层组织中存在着化合物相和硬质点弥散相,所以涂层硬度的检测有宏观硬度和显微硬度之分。

涂层的宏观硬度是指用一般的布氏硬度或洛氏硬度计,以涂层表面整体大范围(宏观)压痕为测定对象,所测得的平均硬度值。由于涂层材料不同于基体材料,涂层中存在的气孔、氧化物等缺陷,对所测得的宏观硬度值会产生一定的影响。涂层的显微硬度是指用显微硬度计,以涂层中微粒为测定物件,所测得的硬度值,反映的是涂层颗粒的硬度。

涂层的宏观硬度与显微硬度在本质上是不同的。涂层的宏观硬度反映的是涂层表面的平均硬度,而涂层的显微硬度反映的是涂层中颗粒的硬度。

涂层的宏观硬度与显微硬度在数值也是不同的。如构成高碳钢涂层的微粒的硬度值若按显微硬度计换算,为67HRC,而涂层的宏观硬度(平均硬度)值是38 ~ 40HRC。此外,在测定刻痕硬度时,夹杂在涂层之间的化合物微粒可能给出更高的数值。

以上两方面决定了两种涂层硬度的适应条件不同。一般来讲,对于厚度小于几十微米的薄涂层,为消除基体材料对涂层硬度的影响和涂层厚度压痕尺寸的限制(涂层太薄,则易将基体材料的硬度反映到测定结果中来),可选用检测显微硬度。反之对于厚涂层(厚度大于几十微米),则可选用检测宏观硬度。