船舶发动机修复用Mo-Cr-Si涂层的组织和性能

发布时间：2017-09-25 00:32

  本文关键词：船舶发动机修复用Mo-Cr-Si涂层的组织和性能

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【摘要】：对镍基高温合金采用表面技术处理获得高熔点的金属涂层,可满足涡轮发动机大推力和轻量化等对喷管燃气进口温度和效率的需求。Mo-Cr-Si合金具有优良的抗高温氧化性,可有效降低基材的工作温度,减小热冲击破坏,改善冷却条件,提高热效率,被广泛用于航空航天、石化、核电和冶金等领域。本文以钼粉、铬粉和硅粉的复合粉末为原料,采用等离子喷涂和激光熔敷技术在镍基板上制备Mo-Cr-Si涂层,借助光学金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备,研究涂层的显微组织、显微硬度、结合强度、抗磨损、抗腐蚀等性能,并考察氩弧重熔处理对等离子涂层组织和性能的影响。研究结果表明:(1)制备的Mo-Cr-Si等离子涂层由Mo、Cr和Si以及少量的MoSi2、Cr3Si相组成。涂层表面平整,粗糙度低,与基体结合情况良好,组织均匀致密,在结合界面上没有大的孔隙与缺陷;涂层的结合强度为61.5MPa,涂层显微硬度为460.9 HV0.2。(2)Mo-Cr-Si涂层氩弧重熔处理后,随着Mo含量增大,涂层的组织越细,形状由网状逐渐变成片状和细颗粒状,共晶化合物析出增多;随着Cr含量增大,涂层组织细化,共晶金属化合物倾向于晶间析出,析出量减少;随着Si含量增大,絮状或粗条形的柱状析出物增多,涂层组织粗大。重熔处理后随Mo含量的增高,涂层的耐蚀性下降;随Cr含量的增加,涂层的耐蚀性提高;随着Si含量的提高,涂层的耐蚀性能下降。(3)激光熔敷涂层的硬度和磨粒磨损性能随Cr含量的提高而上升,Cr含量越高,涂层的耐蚀性越好;当Si含量少于20%时,随Si含量提高涂层耐蚀性降低,但当Si含量超过20%时,Si含量提高会提高涂层耐蚀性能。
【关键词】：Mo-Cr-Si涂层 等离子喷涂 电弧重熔 激光熔敷 显微组织
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U672;U664.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 船舶发动机零部件失效与修复10-11
• 1.3 高熔点金属涂层的简介11-16
• 1.3.1 热扩散涂层11-12
• 1.3.2 改进型铝化物涂层12-13
• 1.3.3 MCr Al Y涂层13-15
• 1.3.4 镍基合金熔覆涂层15-16
• 1.4 常见热喷涂方法16-19
• 1.4.1 等离子喷涂17
• 1.4.2 氩弧重熔17-18
• 1.4.3 激光喷涂技术18
• 1.4.4 激光熔覆和重熔技术18-19
• 1.5 常用热喷涂材料19-20
• 1.5.1 钼及钼基合金19
• 1.5.2 铬基合金19
• 1.5.3 镍基合金19-20
• 1.5.4 金属陶瓷20
• 1.5.5 高碳钢与不锈钢20
• 1.5.6 钴基合金20
• 1.5.7 MCr AY合金涂层20
• 1.6 本课题的研究思路、内容及意义20-22
• 第二章 实验材料、设备及方法22-30
• 2.1 实验材料及实验设备22-23
• 2.1.1 实验材料22
• 2.1.2 实验设备22-23
• 2.2 工艺过程23-24
• 2.3 涂层的物相组成及微观结构分析24-26
• 2.3.1 物相检测24-25
• 2.3.2 扫描电镜分析25-26
• 2.4 涂层的性能测试26-30
• 2.4.1 涂层的硬度测试26-27
• 2.4.2 涂层结合强度的测定27
• 2.4.3 涂层耐磨性能的测定27-28
• 2.4.4 涂层耐腐蚀性能的测定28-30
• 第三章 等离子喷涂涂层的组织和性能30-40
• 3.1 涂层制备30
• 3.2 组织分析30-32
• 3.2.1 物相组成分析30
• 3.2.2 微观结构分析30-32
• 3.3 性能分析32-38
• 3.3.1 显微硬度分析32-33
• 3.3.2 结合强度分析33-34
• 3.3.3 耐磨性能分析34-35
• 3.3.4 耐腐蚀性能分析35-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 氩弧重熔对涂层组织和性能的影响40-50
• 4.1 氩弧熔覆Mo-Cr-Si镍基涂层焊接工艺研究40-42
• 4.2 氩弧重熔的显微组织与耐蚀性42-45
• 4.3 耐磨性能分析45-46
• 4.4 镍基涂层的耐腐蚀性能与合金成分的关系46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 MO-Cr-Si激光熔覆涂层的组织和性能50-60
• 引言50
• 5.1 激光熔覆实验过程50-51
• 5.2 涂层的硬度测试51-53
• 5.2.1 宏观硬度测试51
• 5.2.2 显微硬度测试51-53
• 5.3 合金涂层的显微组织53-54
• 5.4 涂层的磨损分析54-56
• 5.5 合金涂层的电化学性能测试56-58
• 5.6 本章小结58-60
• 第六章 结论60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 颜建辉;张厚安;李益民;唐思文;;等离子喷涂及真空热处理过程中MoSi_2涂层的相演变[J];焊接学报;2008年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄志伟;MCrAlY涂覆的镍基高温合金及其基体合金的等温和热机械疲劳行为[D];大连理工大学;2008年

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本文编号：914355