掺入高碳铬铁对激光熔覆镍基合金涂层组织及性能的影响研究

发布时间：2020-12-17 21:24

　　多数金属材料在工程应用过程中,表面易出现磨损、腐蚀等破坏,在一定程度上限制了材料的使用条件和范围,并缩短了其使用寿命。激光熔覆技术可通过添加特定成分的合金粉末,采用大功率光纤激光器结合同轴或测轴送粉方式,在金属材料表面获得多道搭接熔覆层,以提高金属材料表面硬度、耐磨、耐蚀等性能,受到国内外学者的广泛重视。本文以45#钢作为基体,在Ni45粉末中分别添加质量分数为0%、10%、20%、30%、40%和50%的高碳铬铁粉作为熔覆粉末,通过优化工艺参数制备6种激光熔覆涂层。采用显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、摩擦磨损试验机、电化学工作站等测试设备对熔覆层横截面的显微硬度、组织结构、物相组成、耐磨耐蚀性能进行测试。主要研究成果如下:采用不同工艺参数进行Ni45粉末激光熔覆,对所得涂层进行硬度、稀释率、厚度、搭接率等测试,结果表明,在功率为2000 W,熔覆速度为6 mm/s,送粉率为14 g/min,涂层硬度最高可达386.1 HV,稀释率为19.4%,涂层厚度在0.48 mm,显微组织均匀细小。搭接率为35%时,涂层最为平整,因此确定上述参数为后期进行添加高碳铬铁粉激光熔覆实验... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光熔覆镍基合金研究现状
        1.2.1 镍基合金的发展
        1.2.2 激光熔覆镍基合金涂层的研究现状
    1.3 激光熔覆镍基涂层的制备
        1.3.1 激光熔覆技术的应用背景
        1.3.2 激光熔覆的机理
        1.3.3 激光熔覆的特点
        1.3.4 激光熔覆技术的研究现状
        1.3.5 激光熔覆技术发展存在的问题
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 熔覆粉末
    2.2 实验设备及方法
        2.2.1 实验设备
        2.2.2 实验步骤及方法
    2.3 熔覆层组织及性能测试
        2.3.1 相、成分及组织形貌分析
        2.3.2 性能测试
第3章 最佳工艺参数的选取
    3.1 引言
    3.2 工艺参数的设计及优化
    3.3 工艺参数对熔覆层组织的影响
        3.3.1 功率对熔覆层稀释率的影响
        3.3.2 功率对熔覆层底部组织的影响
        3.3.3 功率对熔覆层中上部组织的影响
        3.3.4 功率对单道熔覆层硬度的影响
    3.4 搭接率对熔覆层质量的影响
    3.5 本章小结
第4章 高碳铬铁对熔覆层微观组织的影响
    4.1 引言
    4.2 熔覆层的成分设计及制备
        4.2.1 熔覆层宏观形貌及裂纹分析
    4.3 高碳铬铁对熔覆层组织、物相的影响
        4.3.1 熔覆层横截面组织形貌分析
        4.3.2 高碳铬铁对熔覆层组织结构的影响
        4.3.3 熔覆层物相组成及TEM分析
    4.4 高碳铬铁对熔覆层显微硬度的影响
    4.5 本章小结
第5章 高碳铬铁对熔覆层耐磨性能的影响
    5.1 引言
    5.2 高碳铬铁对摩擦系数的影响
    5.3 高碳铬铁对磨痕宏观形貌的影响
        5.3.1 磨痕粗糙度分析
        5.3.2 磨痕宽度及深度分析
    5.4 高碳铬铁对磨痕微观形貌的影响
    5.5 高碳铬铁对磨损失重的影响
    5.6 本章小结
第6章 高碳铬铁对熔覆层耐蚀性能的影响
    6.1 引言
    6.2 高碳铬铁对熔覆层电化学腐蚀性能的影响
        6.2.1 极化曲线结果分析
        6.2.2 动电位扫描后腐蚀形貌观察
    6.3 高碳铬铁对熔覆层盐雾腐蚀性能的影响
        6.3.1 盐雾腐蚀宏观形貌分析
        6.3.2 盐雾腐蚀微观形貌及物相分析
        6.3.3 盐雾腐蚀失重分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及专利
致谢
中文详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]原位生成WC/TaC复合激光熔覆层组织研究（英文）[J]. 雍耀维,傅卫,张翔,邓琦林,杨建国.  稀有金属材料与工程. 2017(11)
[2]Influence of α/β interface phase on the tensile properties of laser cladding deposited Ti–6Al–4V titanium alloy[J]. Zhuang Zhao,Jing Chen,Shuai Guo,Hua Tan,Xin Lin,Weidong Huang.  Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[3]功率输入对激光熔覆镍基涂层组织和裂纹生成的影响[J]. 郑启池,金亚娟,李瑞峰,祁凯.  江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]激光熔覆工艺研究现状及发展[J]. 杨晓倩,李亚江,马群双,王娟.  机械制造文摘(焊接分册). 2015(01)
[5]激光熔覆高硬涂层裂纹控制研究[J]. 张栋栋,石岩,刘佳,张宏.  应用激光. 2014(01)
[6]高频感应熔覆钴基、镍基合金涂层显微硬度分析[J]. 陶红芳,陶洪伟,周新星.  青岛理工大学学报. 2013(06)
[7]等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究[J]. 徐红艳,薛俊鹏,袁建鹏.  热喷涂技术. 2013(03)
[8]盐雾腐蚀及其试验中需要注意的几个问题分析[J]. 闫凯,宋庆军,李秀娟,卢慧粉.  环境技术. 2013(04)
[9]高硬度铁基熔覆层组织、成分及耐蚀性[J]. 李美艳,韩彬,高宁,王勇,潘蛟亮.  中国激光. 2013(05)
[10]激光熔覆层裂纹缺陷的研究进展[J]. 徐家乐,李忠国,郭华锋,王凯.  热加工工艺. 2013(08)

硕士论文
[1]ODS高熵合金与镍基合金修复材料的组织与性能研究[D]. 尹航博策.西南交通大学 2017
[2]面向裂纹控制的20CrMnTi齿轮激光熔覆工艺研究[D]. 徐善瑞.青岛理工大学 2016
[3]密封半球阀激光熔覆再制造的研究[D]. 梁海涛.燕山大学 2016
[4]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂层的组织及性能研究[D]. 赵文雨.上海交通大学 2015
[5]钛合金表面激光重熔金属基复合涂层的组织和性能研究[D]. 罗醒.上海工程技术大学 2015
[6]钛合金表面激光熔覆钴基复合涂层改性研究[D]. 刘莎莎.大连理工大学 2014
[7]钛合金表面激光熔覆钴基涂层研究[D]. 王宇航.大连理工大学 2014
[8]Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究[D]. 李泽邦.山东大学 2013
[9]激光熔覆镍基复合涂层组织与性能研究[D]. 马超.大连理工大学 2013
[10]45~#钢表面激光熔覆不锈钢涂层工艺及性能研究[D]. 宋志成.大连海事大学 2013



本文编号：2922739