沉没辊轴套激光再制造及锌蚀机理研究

发布时间：2017-10-25 19:11

  本文关键词：沉没辊轴套激光再制造及锌蚀机理研究

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【摘要】：由于钢铁材料耐熔融锌腐蚀的局限性，液态锌对沉没辊、轴套材料的腐蚀往往成为制约带钢连续热镀锌正常生产的重要环节。国内外沉没辊材质普遍采用SUS-316L不锈钢，因此课题采用激光熔覆技术通过优化工艺参数和合金粉末成分配比，在316L不锈钢表面制备成型性良好、性能优异的Co基合金改性层，研究稀土氧化物、Si及Cr、W、B合金元素对Co基合金激光熔覆层组织结构、高温磨损性能及耐锌液腐蚀性能的影响规律，探讨改性层在熔融锌中的腐蚀机制，从而探索新型的耐熔锌腐蚀表面涂层材料。 试验结果表明：添加0.5%CeO2的Co基合金激光熔覆层枝晶组织更为致密，枝晶较细小，二次枝晶间距较小，熔覆层成型性好。随着Si元素增加，Co基合金激光熔覆层中Laves相增加，硬度提高，耐高温磨损性能提高，，耐锌液腐蚀能力增强。此外，加入Cr元素后，Co基合金激光熔覆层Laves相分布更加均匀，加入W元素和B元素后，Co基合金激光熔覆层分别产生了新的耐磨硬质相Co6W6C和CrB相，为进一步研究优质Co基系列合金激光熔覆层奠定了理论基础。 通过对Co基合金激光熔覆层在熔融锌中的腐蚀形貌观察和分析，提出了熔融锌对Co基合金激光熔覆层的腐蚀模型和腐蚀机理。熔融锌对Co基合金激光熔覆层的腐蚀主要是以形成Co-Zn化合物的方式腐蚀消耗熔覆层内Co基固溶体。添加0.5%CeO2的Co基合金激光熔覆层耐熔融锌腐蚀性能较强。熔融锌对添加Si以及Cr、W、B合金元素的Co基合金激光熔覆层的腐蚀过程可以简单的表述为，过渡层Co基固溶体基体优先被腐蚀，最终导致被包覆的Laves相剥落，形成典型的组织选择性腐蚀。研究发现添加Cr、W合金元素的Co基合金激光熔覆层均匀分布大量耐熔融锌腐蚀的细小Laves相和耐磨硬质相Co6W6C，综合性能最佳。
【关键词】：Co基合金 稀土 Laves相 熔融锌 腐蚀机理 摩擦磨损
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 热镀锌方法9-10
• 1.1.1 森基米尔法9
• 1.1.2 改良森基米尔法9-10
• 1.1.3 美钢联法10
• 1.2 热镀锌现状10-11
• 1.3 液态锌与材料的腐蚀机制11-12
• 1.3.1 液态锌与互溶材料的腐蚀机制11
• 1.3.2 液态锌与不互溶材料的腐蚀机制11-12
• 1.4 耐熔融锌腐蚀材料12
• 1.4.1 金属材料12
• 1.4.2 无机非金属材料12
• 1.5 提高材料耐锌蚀的方法12-13
• 1.5.1 渗镀法12-13
• 1.5.2 热喷涂法13
• 1.5.3 激光表面改性技术13
• 1.6 激光表面改性技术的研究13-15
• 1.6.1 激光熔凝14
• 1.6.2 激光合金化14
• 1.6.3 激光熔覆14
• 1.6.4 激光相变硬化和激光冲击硬化14-15
• 1.7 316L 不锈钢表面激光改性技术15-16
• 1.7.1 316L 不锈钢15
• 1.7.2 316L 不锈钢表面激光改性技术15-16
• 1.8. 课题研究目及意义16-17
• 第2章 试验材料及研究方法17-20
• 2.1 试验材料17
• 2.1.1 基体材料17
• 2.1.2 激光熔覆材料17
• 2.2 激光工艺参数17-18
• 2.3 研究方法18-20
• 2.3.1 组织形貌观察及成分分析18
• 2.3.2 相结构分析18
• 2.3.3 显微硬度测试18
• 2.3.4 高温摩擦磨损性能测试18-19
• 2.3.5 熔融锌腐蚀试验19-20
• 第3章 试验结果与分析20-52
• 3.1 稀土对激光熔覆 Co 基合金组织及性能的影响20-25
• 3.1.1 稀土对激光熔覆 Co 基合金宏观形貌的影响20-21
• 3.1.2 稀土对激光熔覆 Co 基合金组织形貌的影响21-24
• 3.1.3 稀土对激光熔覆 Co 基合金相结构的影响24-25
• 3.1.4 稀土对激光熔覆 Co 基合金硬度的影响25
• 3.2 Si 元素对激光熔覆 Co 基合金组织形貌及性能的影响25-32
• 3.2.1 Si 元素对激光熔覆 Co 基合金组织及相结构的影响26-27
• 3.2.2 Si 元素对激光熔覆 Co 基合金硬度及高温磨损性能的影响27-32
• 3.3 Cr、W、B 合金元素对激光熔覆 Co 基合金组织形貌及性能的影响32-37
• 3.3.1 Cr、W、B 合金元素对激光熔覆 Co 基合金组织形貌及相结构的影响32-35
• 3.3.2 Cr、W、B 合金元素对激光熔覆 Co 基合金硬度及高温磨损性能的影响35-37
• 3.4. Co 基合金激光熔覆层的耐锌液腐蚀机理分析37-52
• 3.4.1 锌液对 Co 基合金激光熔覆层的腐蚀界面分析37-48
• 3.4.2 锌液对 Co 基合金激光熔覆层的腐蚀模型48-50
• 3.4.3 锌液对 Co 基合金激光熔覆层的锌蚀机理50-52
• 第4章 结论52-53
• 参考文献53-57
• 在学研究成果57-58
• 致谢58

【参考文献】

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本文编号：1095110