基于电弧冷焊的Ni基合金熔涂技术的研究

发布时间：2020-09-09 15:02

　　电弧冷焊技术具有高效快捷、热量集中、热输入小、对基体热影响区小等技术优势,可以大幅度改善工件表面性能,常应用于碳钢和铸铁件的熔涂和补焊,熔涂材料多使用铁基合金,而冷焊Ni基合金的熔涂研究鲜见报道;Ni基合金因其开始熔化温度低、具有优异的耐磨性、耐蚀性以及与铁基材料之间具有良好的润湿性及冶金结合性,成为工业上常用的功能性涂层材料。基于电弧冷焊的Ni基合金熔涂的研究可以拓展Ni基合金熔涂的应用范围。本课题获得了以下具有创新意义的工作:(1)电弧冷焊熔涂试验发现,Ni基合金的冷焊熔涂层主要含有γ-Ni、Ni_3Si和CrB等物相,熔涂层组织均匀细密,含有非晶组织;在近熔涂层顶部,树枝晶变得稍细且方向性不明,同时,在树枝晶之间观察到了细小的羽毛状组织;对其实施热处理,则随着热处理温度的增加,熔涂层枝晶逐渐减少,熔涂层非晶态合金原位生成纳米晶合金硬质相,可以使得熔涂层组织二次增强。(2)冷焊态熔涂层截面的金相显微组织形貌显示,熔涂层与基体结合的界面处呈现明显的白亮带,形成了良好的冶金结合;在热影响区,快速冷却后形成了细小的马氏体组织,且热影响区很小,厚度约为200μm。(3)摩擦磨损试验后,对熔涂层的磨痕形貌的观察表明,电弧冷焊Ni基合金熔涂层的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损;与Q235碳钢基体相比,电弧冷焊Ni基合金熔涂层的磨损量下降了77%,其耐磨性明显优于基体。(4)适当的热处理后,熔涂层截面硬度测试显示,其硬度提高,硬度值可达745-983HV,熔涂层的硬度是基体的2.5-3.5倍。随着热处理温度的增加,Ni基合金熔涂层的磨损量呈现出先降低后增加的趋势,热处理温度为525℃时,Ni基合金熔涂层的具有最低的磨损量,耐磨性能最好;磨痕深度和磨痕宽度也表明了热处理温度为525℃时,熔涂层具有最好的耐磨性。(5)腐蚀试验显示,电弧冷焊Ni基合金熔涂层耐腐蚀性能明显优于感应熔涂,熔涂层腐蚀96h和144h后,感应熔涂的熔涂层表现出典型的晶间腐蚀,而电弧冷焊熔涂层表现为均匀腐蚀,偶见局部晶间腐蚀和点腐蚀。
【学位单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG174.4;TG444

【参考文献】