激光熔覆MoFeCrTiWAlNb x 高熔点高熵合金涂层
发布时间：2021-01-31 05:09
与传统合金不同,高熵合金是由多种元素组成,在合金体系中加入高熔点元素通过激光熔覆技术在工具钢表面制备高熔点高熵合金,有望制备出结构简单、高硬度、高耐磨的合金涂层。本文以Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al、Nb金属粉末为原料,采用激光熔覆技术在W6Mo5Cr4V2AlA工具钢表面制备了MoFeCrTiWAlNbx（x=1,1.5,2,2.5,3）高熔点高熵合金涂层,借助金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等,探索了激光工艺参数、Nb元素含量及退火温度对MoFeCrTiWAlNbx涂层组织和性能的影响规律。合金粉末球磨8 h后更加细小均匀,组织呈不规则颗粒状。当激光扫描速度一定时,若激光功率小,则激光作用不明显,造成熔覆层较浅,容易出现起球、孔洞等缺陷。若激光功率过高,涂层表面光滑度和形貌对称性变差。当激光功率为2.4、2.6 kW时涂层表面形貌较光滑。MoFeCrTiWAlNb高熵合金涂层组织主要由胞状枝晶和颗粒状组织组成,随着激光功率增加,胞状枝晶增加,但颗粒状组织略微减少。随着激光功...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验技术路线图
图 2.1 实验技术路线图Fig.2.1 Experimental technology roadmap制备尺寸为 φ50 mm×1000 mm 的工具钢圆棒加工成 φ50 mm金相砂纸等对熔覆面进行打磨、除锈、去毛刺，再用酒精6 %的 Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al、Nb 金属粉末，按预先 g 的 AL204 型电子分析天平进行称量，使用 QM-2L 型介质为刚玉球，球磨时间为 8 h，转速为 20 r/min。球磨干燥箱经 3 h 干燥处理，调节温度为 60 ℃。光熔覆设备为 TFL-H6000 型横流 CO2激光器（如图 2用预制粉末法，粉末厚度1.5 mm，保护气氛为Ar气，气流激光功率 p=2.60 kW，扫描速率 v=4 mm/s，光斑直径 13 型箱式退火炉对激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高艺如表 2.6 所示。
造成熔覆层较浅，熔覆层表面容易出现起球、孔洞等缺陷。图 3.4（b）（c）中激光功率2.4、2.6 kW 时，熔覆层表面形貌较好，表面平滑，熔覆层表面没有未熔颗粒的粘接，激光能量的增加使材料快速熔化，激光直接照射粉末和基体的能量促使其快速达到熔点。图3.4(d)中当功率为 2.8 kW 时，表面光滑度变差，形貌对称性变差，是由于功率高，激光比能过高，导致稀释率大，表面呈现散裂状，涂层不平度增加。图 3.5 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高熵合金涂层显微组织（a）涂层底部（b）涂层中部（c）涂层顶部Fig.3.5 Microstructure of MoFeCrTiWAlNb high-melting-point high-entropy alloy coating(a) bottom of the coating (b) middle of the coating (c) top of the coating激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高熵合金涂层横截面显微组织如图 3.5 所示，图3.5(a)~(c)分别为涂层底部、中部和顶部的显微组织。从图 3.5(a)可知涂层与基体的界面结合
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆AlFeCrNiTiCux系高熵合金涂层[J]. 刘亮,王灿明,孙宏飞,刘振振,宋驰. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]磁控溅射法制备AlxCoCrFeNi高熵合金薄膜的微观组织和力学性能研究[J]. 黄纯可,李伟,刘平,张柯,马凤仓,刘新宽,陈小红,何代华. 功能材料. 2017(06)
[3]激光熔覆FeCoCrCuNiMoVSiB高熵合金涂层的制备和性能研究[J]. 彭振,杜文栋,刘宁,吴朋慧. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性[J]. 杨晓红,杭文先,秦绍刚,刘勇兵,刘利萍. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[5]Nb元素对低碳Stellite合金激光熔覆层显微组织和磨损性能的影响[J]. 任方成,姚建华,刘蓉,陈新超,毛伟. 金属热处理. 2016(10)
[6]退火处理对激光熔覆FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 张冲,黄标,戴品强. 金属热处理. 2016(09)
[7]激光熔覆Fe-Ti-V-C合金微观组织与磨损性能[J]. 宗琳,李荣广,张小玲. 机械工程学报. 2017(02)
[8]碳含量对FeCoCrNiMnCx高熵合金显微组织与性能的影响[J]. 饶湖常,戴品强,陈鼎宁,王乾廷. 机械工程材料. 2016(08)
[9]退火处理对Al3CoCrCu1/2FeMoNiTi高熵合金激光涂层组织和性能的影响[J]. 黄元盛,温立哲. 表面技术. 2016(07)
[10]不锈钢表面FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化层的相演变[J]. 吴臣亮,张松,张春华,关锰,谭俊哲. 金属学报. 2016(07)
博士论文
[1]CoFeNiV（Mo,Nb）高熵合金的组织演变及力学性能研究[D]. 蒋丽.大连理工大学 2016
[2]钢基体腐蚀防护的高熵合金AlxFeCrCoNiCu涂层研究[D]. 牛雪莲.大连理工大学 2014
[3]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]CoCrFeNi(Cu,W,W0.5Mo0.5,Mo,WC)高熵合金涂层的制备、微观表征与性能的研究[D]. 商彩云.济南大学 2017
[2]激光熔覆法制备FeCoCrNi-Mx高熵合金涂层的组织与性能[D]. 夏一龙.暨南大学 2016
[3]304不锈钢激光熔覆高熵合金涂层组织与性能研究[D]. 吴伟.大连理工大学 2016
[4]激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层组织与性能的研究[D]. 陈国进.福州大学 2014
[5]高熔化温度五元高熵合金组织及性能研究[D]. 林丽蓉.哈尔滨工业大学 2007
[6]高强度铝合金及高熵合金的组织结构与性能[D]. 史鹏飞.吉林大学 2006
本文编号：3010262
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验技术路线图
图 2.1 实验技术路线图Fig.2.1 Experimental technology roadmap制备尺寸为 φ50 mm×1000 mm 的工具钢圆棒加工成 φ50 mm金相砂纸等对熔覆面进行打磨、除锈、去毛刺，再用酒精6 %的 Mo、Fe、Cr、Ti、W、Al、Nb 金属粉末，按预先 g 的 AL204 型电子分析天平进行称量，使用 QM-2L 型介质为刚玉球，球磨时间为 8 h，转速为 20 r/min。球磨干燥箱经 3 h 干燥处理，调节温度为 60 ℃。光熔覆设备为 TFL-H6000 型横流 CO2激光器（如图 2用预制粉末法，粉末厚度1.5 mm，保护气氛为Ar气，气流激光功率 p=2.60 kW，扫描速率 v=4 mm/s，光斑直径 13 型箱式退火炉对激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高艺如表 2.6 所示。
造成熔覆层较浅，熔覆层表面容易出现起球、孔洞等缺陷。图 3.4（b）（c）中激光功率2.4、2.6 kW 时，熔覆层表面形貌较好，表面平滑，熔覆层表面没有未熔颗粒的粘接，激光能量的增加使材料快速熔化，激光直接照射粉末和基体的能量促使其快速达到熔点。图3.4(d)中当功率为 2.8 kW 时，表面光滑度变差，形貌对称性变差，是由于功率高，激光比能过高，导致稀释率大，表面呈现散裂状，涂层不平度增加。图 3.5 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高熵合金涂层显微组织（a）涂层底部（b）涂层中部（c）涂层顶部Fig.3.5 Microstructure of MoFeCrTiWAlNb high-melting-point high-entropy alloy coating(a) bottom of the coating (b) middle of the coating (c) top of the coating激光熔覆 MoFeCrTiWAlNb 高熔点高熵合金涂层横截面显微组织如图 3.5 所示，图3.5(a)~(c)分别为涂层底部、中部和顶部的显微组织。从图 3.5(a)可知涂层与基体的界面结合
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆AlFeCrNiTiCux系高熵合金涂层[J]. 刘亮,王灿明,孙宏飞,刘振振,宋驰. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]磁控溅射法制备AlxCoCrFeNi高熵合金薄膜的微观组织和力学性能研究[J]. 黄纯可,李伟,刘平,张柯,马凤仓,刘新宽,陈小红,何代华. 功能材料. 2017(06)
[3]激光熔覆FeCoCrCuNiMoVSiB高熵合金涂层的制备和性能研究[J]. 彭振,杜文栋,刘宁,吴朋慧. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[4]H13钢激光熔覆钴基复合涂层的组织及耐磨性[J]. 杨晓红,杭文先,秦绍刚,刘勇兵,刘利萍. 吉林大学学报(工学版). 2017(03)
[5]Nb元素对低碳Stellite合金激光熔覆层显微组织和磨损性能的影响[J]. 任方成,姚建华,刘蓉,陈新超,毛伟. 金属热处理. 2016(10)
[6]退火处理对激光熔覆FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 张冲,黄标,戴品强. 金属热处理. 2016(09)
[7]激光熔覆Fe-Ti-V-C合金微观组织与磨损性能[J]. 宗琳,李荣广,张小玲. 机械工程学报. 2017(02)
[8]碳含量对FeCoCrNiMnCx高熵合金显微组织与性能的影响[J]. 饶湖常,戴品强,陈鼎宁,王乾廷. 机械工程材料. 2016(08)
[9]退火处理对Al3CoCrCu1/2FeMoNiTi高熵合金激光涂层组织和性能的影响[J]. 黄元盛,温立哲. 表面技术. 2016(07)
[10]不锈钢表面FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化层的相演变[J]. 吴臣亮,张松,张春华,关锰,谭俊哲. 金属学报. 2016(07)
博士论文
[1]CoFeNiV（Mo,Nb）高熵合金的组织演变及力学性能研究[D]. 蒋丽.大连理工大学 2016
[2]钢基体腐蚀防护的高熵合金AlxFeCrCoNiCu涂层研究[D]. 牛雪莲.大连理工大学 2014
[3]超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷组织与性能及其刀具切削行为的研究[D]. 詹斌.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]CoCrFeNi(Cu,W,W0.5Mo0.5,Mo,WC)高熵合金涂层的制备、微观表征与性能的研究[D]. 商彩云.济南大学 2017
[2]激光熔覆法制备FeCoCrNi-Mx高熵合金涂层的组织与性能[D]. 夏一龙.暨南大学 2016
[3]304不锈钢激光熔覆高熵合金涂层组织与性能研究[D]. 吴伟.大连理工大学 2016
[4]激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层组织与性能的研究[D]. 陈国进.福州大学 2014
[5]高熔化温度五元高熵合金组织及性能研究[D]. 林丽蓉.哈尔滨工业大学 2007
[6]高强度铝合金及高熵合金的组织结构与性能[D]. 史鹏飞.吉林大学 2006
本文编号：3010262
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