电火花沉积FeCrAl涂层和NiCr涂层组织及其性能研究

发布时间：2023-03-09 07:53

　　FeCrAl和NiCr合金作为涂层材料在工业上被广泛应用,具有良好的力学性能,抗高温氧化性能和抗腐蚀等性能,制备涂层的方法有很多种,但对一些异形件,结构复杂的大型构件进行涂层制备较为困难,相比于其它涂层制备技术,电火花沉积技术具有热输入小、操作方便、柔性强、体积小、携带方便、可用于现场狭小空间涂层的制备与修复,且基体材料不会发生变形和退化。因此本文采用自主搭建的自动化电火花沉积平台,在P92钢表面沉积制备FeCrAl和NiCr两种涂层,以此来提高P92钢在高温下运行的抗氧化性能和抗腐蚀性能。(1)采用自动化沉积平台按照正交表格所设计的工艺参数,在P92钢表面沉积制备FeCrAl涂层,研究工艺参数对涂层组织与性能的影响,并获得涂层质量过渡规律。随着脉冲能量的增加,涂层质量提高,涂层硬度增加,表面粗糙度降低,结合力增大,但是当脉冲能量超过临界值时涂层表面出现微裂纹,导致涂层质量下降。电压对沉积层质量过度系数影响较大。综合考虑涂层的沉积效率、显微硬度、结合力、表面粗糙度及涂层的显微组织,选择工艺3(2.1 J)电压120 V、电容300 uF、放电频率4 KHz,作为后面FeCrAl和NiC...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电火花沉积技术
        1.2.1 电火花强化技术发展历史
        1.2.2 电火花沉积技术原理及特点
        1.2.3 电火花沉积技术应用
        1.2.4 电火花沉积技术研究现状
    1.3 P92 钢简介
        1.3.1 P92 钢在发电机组中的应用
        1.3.2 P92 钢在应用中存在的问题
    1.4 国内外锅炉管道防护工艺研究
        1.4.1 国内防护工艺研究
        1.4.2 国外防护工艺研究
    1.5 本课题的研究内容和意义
第2章 实验材料、设备及实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 技术路线
    2.3 实验方法与实验设备
        2.3.1 自动化沉积平台
        2.3.2 涂层显微组织和相结构分析
        2.3.3 涂层显微硬度测试
        2.3.4 涂层结合强度测试
        2.3.5 涂层表面粗糙度测试
        2.3.6 涂层抗高温氧化试验
        2.3.7 涂层抗热腐蚀试验
第3章 电火花沉积工艺优化
    3.1 自动化沉积平台搭建
    3.2 工艺参数对涂层组织的影响
    3.3 工艺参数对涂层性能的影响
        3.3.1 工艺参数对涂层硬度的影响
        3.3.2 工艺参数对涂层表面粗糙度的影响
        3.3.3 工艺参数对涂层结合强度的影响
    3.4 电火花沉积层质量过渡规律
        3.4.1 电容变化时质量过渡情况
        3.4.2 电压变化时质量过渡情况
        3.4.3 频率变化时质量过渡情况
    3.5 本章小结
第4章 FeCrAl/NiCr涂层抗高温氧化性能研究
    4.1 实验结果与分析
        4.1.1 FeCrAl涂层高温氧化动力学分析
        4.1.2 FeCrAl涂层高温氧化行为分析
        4.1.3 NiCr涂层高温氧化动力学分析
        4.1.4 NiCr涂层高温氧化行为分析
    4.2 本章小结
第5章 FeCrAl/NiCr涂层抗热腐蚀性能研究
    5.1 实验结果与分析
        5.1.1 FeCrAl涂层热腐蚀动力学分析
        5.1.2 FeCrAl涂层热腐蚀行为分析
        5.1.3 NiCr涂层热腐蚀动力学分析
        5.1.4 NiCr涂层热腐蚀行为分析
    5.2 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士期间发表学术论文目录



本文编号：3758013