高温合金衬管表面沉积涂层的耐腐蚀性能研究
发布时间：2021-11-18 07:43
火炮的发展与进步对身管抗腐蚀性能要求越来越高,因此,本研究将具有优异高温力学性能的镍基单晶高温合金作为火炮衬管,采用电弧离子镀和电火花两技术在高温合金表面制备NiCrAlY涂层,来提高其抗腐蚀性能。此外,针对涂层与基体合金互扩散的问题,在电弧离子镀NiCrAlY涂层与合金基体之间采用基体预氧化的方法制备活性扩散障,阻挡涂层与基体之间元素互扩散。本文主要采用纳米压痕仪、高速往复式摩擦磨损试验机、高温马弗炉对样品进行硬度、弹性模量、摩擦磨损和高温抗氧化性能测试,并利用SEM、TEM、EDS、EPMA、XRD测试手段对样品形貌、成分和相结构进行分析,得到以下结果:两种涂层具有不同的微观组织结构,其中电弧离子镀涂层由α-Cr、β-NiAl和γ-Ni组成,而电火花涂层由β-NiAl和γ-Ni组成。电弧离子镀和电火花涂层硬度较基体合金DD6分别提高了14%和19%,弹性模量分别提高了4%和21%。DD6合金的表面磨损方式为严重的磨料磨损,而电弧离子镀和电火花涂层的表面磨损机制分别为黏着磨损和微切削磨料磨损。电弧离子镀（0.420.52）和电火花涂层（0.270
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裂纹对身管高温氧化的影响
此时身管的相变层极易与氧发生氧化反应，在基体表面形成 FeO、Fe2O3、Fe3O4等质脆、低熔点氧化物，如图1.1 所示，起初由身管基体中铁元素形成的氧化物薄膜较为致密，但随着时间的延长和弹丸与身管基体的磨蚀作用，在氧化膜表面形成裂纹，甚至脱落[14-16]。火药气体沿裂纹或氧化层脱落处与下层身管基体材料发生氧化反应，如图 1.2 所示，加速缩短身管的使用寿命。
国陆军对陶瓷衬管性能进行研究，结果表明，陶瓷衬管与传统炮好的高温性能、高硬度等特点，此外陶瓷衬管可以将火炮身管寿5%，弹丸出炮口后动能提高 20%[37-38]。 激光表面改性技术光表面改性技术主要利用高能高密度激光束在火炮内膛表面照射能转变为热能，使身管钢材发生相变，材料组织转变为奥氏体。后，关闭激光束，身管内膛表面温度骤降，产生冷却相变，材料更高且具有一定阻止裂纹扩散能力的马氏体[39]，其原理如图 1.3 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能[J]. 杨君宝,郭秋萍,赵博远,金浩,郭策安,张健. 材料导报. 2017(12)
[2]CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能[J]. 杨君宝,王远超,曲家惠,郭秋萍,金浩,郭策安,张健. 材料导报. 2017(02)
[3]火炮身管失效机理和寿命预测[J]. 刘帮俊,陈荣刚,吴斌. 兵器装备工程学报. 2016(12)
[4]V含量对磁控溅射CrAlVN涂层微观结构及力学和摩擦学性能的影响[J]. 金浩,李德元,卢旭东,郭策安,王新,陈勇,张罡. 材料导报. 2016(20)
[5]微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）[J]. 谢玉江,王德,王明生,叶威. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[6]炮钢表面多弧离子镀两种TixAl1-xN薄膜的高温氧化性能[J]. 张健,韩继龙,郭策安,卢旭东,金浩,郭秋萍. 功能材料. 2015(14)
[7]添加Y对炮钢表面电弧离子镀（Ti,Al）N薄膜氧化性能的影响[J]. 张健,韩继龙,郭策安,卢旭东,金浩,郭秋萍. 功能材料. 2015(13)
[8]熔盐电镀钽及其耐磨损烧蚀性能[J]. 王升,熊党生,李建亮,何勇. 中国表面工程. 2015(02)
[9]某火炮身管寿命问题探讨[J]. 张国平,王茂林,杨东,朱文芳,刘彦. 火炮发射与控制学报. 2013(03)
[10]PCrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层的高温氧化行为[J]. 郭策安,张健,郭秋萍,张家东. 材料热处理学报. 2013(05)
硕士论文
[1]炮钢表面电火花沉积MCrAlY性能的研究[D]. 王远超.沈阳理工大学 2016
[2]小角度XRD的实现及应用[D]. 刘永强.杭州电子科技大学 2014
[3]火炮连续射弹初速及膛压测量研究[D]. 韩文涛.南京理工大学 2008
本文编号：3502495
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
裂纹对身管高温氧化的影响
此时身管的相变层极易与氧发生氧化反应，在基体表面形成 FeO、Fe2O3、Fe3O4等质脆、低熔点氧化物，如图1.1 所示，起初由身管基体中铁元素形成的氧化物薄膜较为致密，但随着时间的延长和弹丸与身管基体的磨蚀作用，在氧化膜表面形成裂纹，甚至脱落[14-16]。火药气体沿裂纹或氧化层脱落处与下层身管基体材料发生氧化反应，如图 1.2 所示，加速缩短身管的使用寿命。
国陆军对陶瓷衬管性能进行研究，结果表明，陶瓷衬管与传统炮好的高温性能、高硬度等特点，此外陶瓷衬管可以将火炮身管寿5%，弹丸出炮口后动能提高 20%[37-38]。 激光表面改性技术光表面改性技术主要利用高能高密度激光束在火炮内膛表面照射能转变为热能，使身管钢材发生相变，材料组织转变为奥氏体。后，关闭激光束，身管内膛表面温度骤降，产生冷却相变，材料更高且具有一定阻止裂纹扩散能力的马氏体[39]，其原理如图 1.3 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]CrNi3MoVA钢表面电火花沉积W-Ni-Fe-Co涂层的摩擦磨损性能[J]. 杨君宝,郭秋萍,赵博远,金浩,郭策安,张健. 材料导报. 2017(12)
[2]CrNi3MoVA钢表面电火花沉积NiCrAlY涂层的高速摩擦磨损性能[J]. 杨君宝,王远超,曲家惠,郭秋萍,金浩,郭策安,张健. 材料导报. 2017(02)
[3]火炮身管失效机理和寿命预测[J]. 刘帮俊,陈荣刚,吴斌. 兵器装备工程学报. 2016(12)
[4]V含量对磁控溅射CrAlVN涂层微观结构及力学和摩擦学性能的影响[J]. 金浩,李德元,卢旭东,郭策安,王新,陈勇,张罡. 材料导报. 2016(20)
[5]微弧火花沉积3种不同MCrAlY涂层的组织与性能评价（英文）[J]. 谢玉江,王德,王明生,叶威. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[6]炮钢表面多弧离子镀两种TixAl1-xN薄膜的高温氧化性能[J]. 张健,韩继龙,郭策安,卢旭东,金浩,郭秋萍. 功能材料. 2015(14)
[7]添加Y对炮钢表面电弧离子镀（Ti,Al）N薄膜氧化性能的影响[J]. 张健,韩继龙,郭策安,卢旭东,金浩,郭秋萍. 功能材料. 2015(13)
[8]熔盐电镀钽及其耐磨损烧蚀性能[J]. 王升,熊党生,李建亮,何勇. 中国表面工程. 2015(02)
[9]某火炮身管寿命问题探讨[J]. 张国平,王茂林,杨东,朱文芳,刘彦. 火炮发射与控制学报. 2013(03)
[10]PCrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层的高温氧化行为[J]. 郭策安,张健,郭秋萍,张家东. 材料热处理学报. 2013(05)
硕士论文
[1]炮钢表面电火花沉积MCrAlY性能的研究[D]. 王远超.沈阳理工大学 2016
[2]小角度XRD的实现及应用[D]. 刘永强.杭州电子科技大学 2014
[3]火炮连续射弹初速及膛压测量研究[D]. 韩文涛.南京理工大学 2008
本文编号：3502495
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3502495.html
