激光熔覆纳米石墨烯片增强Inconel625复合涂层组织与力学性能研究

发布时间：2023-01-08 15:08

　　激光熔覆以其极高的功率和热输入以及极快的冷却速度、广泛的材料运用范围以及较少的缺陷成为了近十几年应用最广泛的材料加工与表面改性技术之一。激光熔覆后的熔覆层组织均匀,与基体结合强度高,能展现出优越的硬度和耐磨性,因此在高温高压工作条件下的发动机以及汽轮器叶片零件的修复、再加工、表面防护方面有着十分广泛的应用前景。另一方面,金属基复合材料在过去的二十多年里,是新型材料开发的动力源泉,因此一直是研究的热门话题。在最近的研究中,许多学者以石墨烯、碳纳米管、碳纤维等纳米碳材料为强化相,成功制备出了性能优异的纳米碳材料增强的复合材料。但是在高温合金中,却很少有引入纳米碳材料方面的研究,因为在高温合金的制备过程中的温度达到1000℃以上,因此纳米碳材料很容易被破坏,导致高温合金成分变化。针对于此,本文就纳米石墨烯片引入Inconel625镍基高温合金提供了一种可行的思路并进行具体的研究。本文以Inconel625镍基高温合金为研究对象,其具有十分优异的耐高温、腐蚀、磨损等特点,同时与钢材有着相近的热膨胀系数,对基体具有良好的润湿性,广泛应用在化工、汽轮机、船舶以及核工业等领域。在之前的研究成果中发现... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光熔覆技术
    1.3 材料选择
    1.4 纳米石墨烯片的引入
        1.4.1 纳米碳材料增强相
        1.4.2 纳米石墨烯片
        1.4.3 可行性分析
    1.5 本文研究主要内容
    参考文献
第二章 实验过程与实验方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 合金粉末
        2.1.2 熔覆基材
        2.1.3 增强材料——纳米石墨烯片
    2.2 实验设备
    2.3 实验步骤及过程
        2.3.1 粉末材料的准备
        2.3.2 基体材料的准备
        2.3.3 激光熔覆实验
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 材料物相及微观组织分析
        2.4.2 差热分析
        2.4.3 拉曼光谱分析
        2.4.4 热导率测试
        2.4.5 常温硬度测试
        2.4.6 摩擦磨损测试
        2.4.7 拉伸性能测试
    参考文献
第三章 纳米石墨烯片稳定性与形貌
    3.1 纳米石墨烯片表面化学镀镍处理
    3.2 球磨过程中纳米石墨烯片的稳定性
    3.3 激光熔覆过程中纳米石墨烯片稳定性及形貌
        3.3.1 激光熔覆参数选取
        3.3.2 熔覆层中纳米石墨烯片SEM形貌图
        3.3.3 EDS成分分析
        3.3.4 拉曼光谱分析
        3.3.5 纳米石墨烯片TEM形貌分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 纳米石墨烯片对熔覆层微观组织影响
    4.1 熔覆层XRD物相分析
    4.2 纳米石墨烯片对熔覆层树枝晶影响
    4.3 纳米石墨烯片对熔覆层析出相影响
        4.3.1 对熔覆层析出相形貌影响
        4.3.2 析出相TEM形貌
        4.3.3 对熔覆层析出相数目影响
        4.3.4 纳米石墨烯片对析出相析出顺序的影响
    4.4 纳米石墨烯片对熔覆层晶粒取向影响
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 纳米石墨烯片对熔覆层力学性能影响
    5.1 熔覆层硬度分布
    5.2 熔覆层拉伸性能
        5.2.1 熔覆层应变-应力曲线
        5.2.2 拉伸断面形貌分析
    5.3 熔覆层摩擦磨损性能
        5.3.1 熔覆层摩擦系数与磨损率
        5.3.2 磨损机制以及磨损表面形貌
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 结论
致谢
攻读学位期间的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure Characteristics of Inconel 625 Superalloy Manufactured by Selective Laser Melting[J]. Shuai Li,Qingsong Wei,Yusheng Shi,Zicheng Zhu,Danqing Zhang.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2015(09)
[2]激光熔覆Inconel718镍基合金温度场与应力场模拟[J]. 戴德平,蒋小华,蔡建鹏,芦凤桂,陈源,李铸国,邓德安.  中国激光. 2015(09)
[3]金属基复合材料发展的挑战与机遇[J]. 武高辉.  复合材料学报. 2014(05)
[4]激光熔覆成形技术的研究进展[J]. 宋建丽,李永堂,邓琦林,胡德金.  机械工程学报. 2010(14)
[5]二维碳材料——石墨烯研究进展[J]. 顾正彬,季根华,卢明辉.  南京工业大学学报(自然科学版). 2010(03)
[6]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强.  中国材料进展. 2010(04)
[7]碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望[J]. 杨益,杨盛良.  材料导报. 2007(S1)
[8]金属基复合材料制备工艺的研究进展[J]. 张发云,闫洪,周天瑞,陈国香,揭小平.  锻压技术. 2006(06)
[9]激光熔覆添加碳化钨的镍基合金层的组织和硬度研究[J]. 吴莹,牛焱.  材料保护. 2005(02)
[10]凝固平界面的非线性不稳定性与动力学分岔[J]. 吴金平,侯安新,黄定华,鲍征宇,高志农,屈松生.  中国科学E辑:技术科学. 2000(06)

博士论文
[1]石墨烯的功能化及其光电性能研究[D]. 张学全.天津大学 2011

硕士论文
[1]A36钢表面激光熔覆625镍基合金热场的数值模拟[D]. 袁伊琳.青岛科技大学 2016



本文编号：3728693