激光熔覆原位自生Ti-Al-B涂层的结构特征及高温抗氧化性能

发布时间：2021-04-29 03:04

　　钛合金由于具有密度较小、比强度高和耐蚀性强等优异性能而被应用于航空航天等多个领域。钛及钛合金在飞机整体结构使用重量中的占比已经成为了衡量飞机材料的先进标准之一。然而钛合金随着工作温度的升高其抗氧化性会大大降低。因此,钛合金高温性能的不足限制了其在高温服役环境下的进一步应用。研究表明,通过表面改性手段在基体上制备一层抗氧化性能良好的涂层,是一种具有可行性的方法。因此,本文通过激光熔覆原位自生这一技术手段,在TC4钛合金表面制备Ti-Al-B涂层来改善其高温抗氧化性能。本文通过激光下Ti、Al和B三种元素之间的原位自生反应,在TC4钛合金表面制备出了抗氧化性能良好的涂层。熔覆涂层与TC4基体之间呈良好的冶金结合,且涂层具有良好的宏观形貌,无明显的裂纹以及气孔等各种缺陷。本文主要通过光学显微镜（OM）来观察涂层的显微组织,利用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的微观形貌,利用能谱仪（EDS）研究涂层中的元素分布,以及X射线光电子能谱仪（XPS）分析元素的结合态,结合X射线衍射仪（XRD）确定了涂层中物相组成。借助显微硬度计和管式炉分别测试了 Ti-Al-B涂层的显微硬度和高温抗氧化性能,并对涂... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钛合金的氧化行为
    1.3 钛合金的表面改性技术
        1.3.1 气相沉积技术
        1.3.2 等离子喷涂技术
        1.3.3 离子注入技术
        1.3.4 电子束表面改性技术
        1.3.5 堆焊技术
        1.3.6 激光熔覆技术
    1.4 钛合金的激光熔覆
        1.4.1 激光熔覆的特点
        1.4.2 激光熔覆涂层
    1.5 钛合金表面TiAl基涂层的国内外研究现状
    1.6 研究目的和主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 主要内容
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 粉末选择的依据
    2.3 激光熔覆涂层的制备
    2.4 涂层的性能表征
        2.4.1 涂层的物相组成
        2.4.2 涂层的显微组织
        2.4.3 涂层的显微硬度
        2.4.4 涂层的高温抗氧化性
        2.4.5 氧化层的组织分析
第三章 涂层的微观组织与结构特征
    3.1 涂层的宏观形貌
        3.1.1 元素混合粉末
        3.1.2 预合金化粉末
    3.2 涂层的物相组成
    3.3 涂层的显微组织
        3.3.1 涂层的微观形貌
        3.3.2 涂层的元素分布
        3.3.3 涂层的XPS分析
    3.4 涂层的凝固特征
    3.5 界面结合处元素的扩散行为
    3.6 本章小结
第四章 涂层的显微硬度及高温抗氧化性能
    4.1 涂层的显微硬度
    4.2 涂层的抗氧化性能
    4.3 氧化层表面的物相组成
    4.4 氧化层表面的组织特征
    4.5 涂层及基材氧化机理
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读学位期间发表研究成果目录
附录B 攻读学位期间获奖情况目录


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3166711