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本文利用金属—陶瓷梯度材料可以缓解衬瓷层的应力集中、提高衬瓷层的结合力和抗热冲击性能的基本原理,以FeNiAl合金复合粉和纳米Al2O3粉为主要原料,根据合金复合粉中各成分配比的不同,通过反复试验比较,优选出最佳的常压气氛保护烧结工艺参数,并着力研究了FeNiAl/Al2O3梯度衬瓷层的力学性能、显微组织及其摩擦磨损机制。 采用烧结温度1150～1200℃、保温60min、全程Ar气保护,在45钢基体表面制备的FeNiAl/Al2O3梯度衬瓷层样品表面形貌良好,成分呈梯度分布,实现了提高耐磨损性能和抗热震性能的目的。 采用带能谱的扫描电镜（SEM/EDAX）和XRD法对制备的梯度衬瓷层进行了显微组织和相结构分析。结果表明:FeNiAl/Al2O3梯度衬瓷层呈片层状结构,从基体至衬瓷层表面,沿厚度方向,Al2O3含量逐渐增多,FeNiAl合金产物的含量逐渐减少,表现出成分的梯度化分布,梯度衬瓷层的组织表现出宏观的不均匀性和微观连续性的分布特征。另外,衬瓷层和45钢基体的界面处,衬瓷层中的组元和钢基体中的铁发生了化学反应,形成了新相FeAl2O4,同时在界面区域存在元素的互扩散现象。 采用数码显微硬度计检测了衬瓷层的显微硬度;采用循环加热法检测了衬瓷层的抗热震性能;采用滑动磨损法检测了耐磨性,并分析了衬瓷层性能的变化规律。结果表明:沿衬瓷层厚度方向由底层到表面,随Al2O3含量的增加显微硬度增高,但在近表层的Al2O3成分区硬度有所下降,在Al2O3含量约70wt%的区域显微硬度最高; 与普通陶瓷涂层相比,梯度衬瓷层具有较好的抗热震性能,在800℃加热后进行淬水,衬瓷层保持不脱落。FeAlNi过渡底层的引入和成分梯度化对衬瓷层的抗热震性能提高有一定作用。热震失效方式主要是衬瓷层脱落,随热循环次数增加,结合强度逐渐降低,最终损伤方式为沿界面处的片状脱落; 梯度衬瓷层耐磨性能较好,使得基体45钢的耐磨性提高16～25倍,证明了衬瓷层成分的梯度化对其耐磨性能是有利的。特定成分（约30wt%FeAlNi）的FeAlNi/Al2O3梯度衬瓷层具有比Al2O3衬瓷层更好的耐磨性。FeAlNi/Al2O3梯度衬瓷层在不同载荷