利用激光重熔制备纯钛表面高温耐氧化涂层技术的研究

发布时间：2021-06-06 11:34

　　钛及钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的金属,因其具有质量轻、强度高、耐腐蚀、生物相容性好等一系列优良特点,被广泛应用于航空航天、船舶、化工、医疗器械等领域,并创造了巨大的经济和社会效益。但是,钛及钛合金的高温抗氧化性较差,特别是当温度超过600℃时,钛及其合金的氧化及氧脆,降低了钛及钛合金优良性能,制约了其使用范围。因此,对钛及钛合金进行表面改性,使基体与改性涂层结合起来,在提高了高温抗氧化性的同时,对保证钛合金优异的使用性能具有重大而深远的意义。本文以纯钛（TA1）为基体,通过等离子喷涂以及电弧喷涂在其表面制备了纯Al涂层以及Ni/Al复合涂层,对涂层采用不同参数的激光重熔处理,使涂层与基体间发生冶金反应,再对反应充分的涂层进行相同时间、不同温度的高温氧化试验,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等设备仪器对这些涂层进行组织分析以及性能测试,研究了不同工艺参数下涂层的组织变化、元素间的扩散规律以及不同温度氧化后涂层的抗氧化性能。研究表明:对于纯Al涂层,经激光重熔处理后反应充分时,涂层中的主要成相为TiAl₃相,该相具有良好的抗高温氧化性... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 热喷涂技术
        1.2.1 等离子喷涂
        1.2.2 电弧喷涂
        1.2.3 超音速火焰喷涂
        1.2.4 热喷涂原理
        1.2.5 热喷涂涂层与基体结合机理
    1.3 激光重熔技术
    1.4 钛及钛合金
        1.4.1 钛及钛合金的性质
        1.4.2 钛及钛合金的特点
        1.4.3 钛及钛合金的应用
    1.5 钛及钛合金高温氧化
    1.6 钛及钛合金抗高温氧化涂层国内外研究现状
        1.6.1 渗Al涂层
        1.6.2 Al_2O_3陶瓷涂层
        1.6.3 MCrAlY涂层
        1.6.4 Ti-Al(Cr)涂层
第2章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 喷砂设备
        2.2.2 喷涂设备
        2.2.3 激光重熔设备
        2.2.4 高温氧化设备
    2.3 试件的制备
    2.4 实验方法
        2.4.1 激光重熔实验
        2.4.2 高温氧化动力学实验
第3章 激光重熔对纯Al、Ni/Al涂层组织的影响
    3.1 纯Al抗氧化涂层的制备原理
    3.2 不同激光功率对纯Al涂层组织的影响
        3.2.1 800 W,5mm/s重熔后纯Al涂层组织分析
        3.2.2 900 W、5mm/s重熔后纯Al涂层组织分析
        3.2.3 1000 W,5mm/s重熔后纯Al涂层组织分析
        3.2.4 1100 W,5mm/s重熔后纯Al涂层组织分析
    3.3 Ni/Al复合抗氧化涂层的制备原理
    3.4 不同激光功率对Ni/Al复合涂层组织的影响
        3.4.1 800 W,5mm/s重熔后Ni/Al复合涂层组织分析
        3.4.2 900 W,5mm/s重熔后Ni/Al复合涂层组织分析
        3.4.3 1000 W,5mm/s重熔后Ni/Al复合涂层组织分析
        3.4.4 1100 W、5mm/s重熔后Ni/Al复合涂层组织分析
    3.5 本章小结
第4章 激光重熔纯Al、Ni/Al涂层的高温抗氧化性能
    4.1 氧化动力学实验结果
    4.2 不同温度下氧化动力学曲线的分析
    4.3 不同温度氧化对纯Ti组织的影响
    4.4 不同温度氧化对纯Al涂层组织的影响
        4.4.1 700 ℃氧化后纯Al涂层组织形貌
        4.4.2 800 ℃氧化后纯Al涂层组织形貌
        4.4.3 900 ℃氧化后纯Al涂层组织形貌
    4.5 不同温度氧化对Ni/Al复合涂层组织的影响
        4.5.1 700 ℃氧化后Ni/Al复合涂层组织形貌
        4.5.2 800 ℃氧化后Ni/Al复合涂层组织形貌
        4.5.3 900 ℃氧化后Ni/Al复合涂层组织形貌
    4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]热喷涂技术应用及研究进展与挑战[J]. 李长久.  热喷涂技术. 2018(04)
[2]海绵钛生产用TiCl4计量加料器的改进研究[J]. 贾子松.  中国设备工程. 2018(23)
[3]激光重熔处理对超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2涂层组织及性能的影响[J]. 王幸福,司永礼,韩福生,李志忠,凤国保.  金属热处理. 2018(10)
[4]激光重熔处理对高Cr涂层抗高温氧化性的影响及分析[J]. 章坤,郭华彬,孟祥瑞,陈瑶,单艳亮,籍鹏飞,王国平.  金属功能材料. 2018(04)
[5]AlMg/Al2O3粉芯丝材电弧喷涂的粒子和涂层特征[J]. 罗兴,贺定勇,周正,王国红,王曾洁,吴旭.  表面技术. 2018(07)
[6]航空发动机高温材料的研究现状及展望[J]. 付青峰,杨细莲,刘克明.  热处理技术与装备. 2018(03)
[7]生产中海绵钛对钛铸锭质量的影响[J]. 亢宁宁,陈文革,温亚辉.  轻金属. 2018(06)
[8]热喷涂涂层机械加工技术及应用[J]. 张亚双,吴英详,单坤,周雨辰.  工具技术. 2018(05)
[9]激光重熔对Ni/WC涂层组织结构的改善机制研究[J]. 何文,赵运才,张佳茹.  激光与红外. 2017(12)
[10]超音速等离子喷涂技术的特点及其在表面工程中的应用[J]. 李霞,杨效田.  机械研究与应用. 2017(05)

博士论文
[1]WC/钢复合材料的制备及其性能优化[D]. 李萍.合肥工业大学 2017

硕士论文
[1]等离子喷涂及激光重熔Al2O3-TiO2l涂层的性能研究[D]. 贾胜凯.山东大学 2015



本文编号：3214301