17-4PH不锈钢表面激光熔覆NiCoCrAlY涂层的组织与耐热性能研究

发布时间：2021-02-24 21:56

　　马氏体沉淀硬化不锈钢具有较好的耐蚀性、强度、韧性和优良的可加工性等综合性能,已被广泛用于化工、石油、航天航空、核工业、能源等领域。随着现代制造业的发展和不锈钢应用环境的变化,马氏体不锈钢在使用过程中存在越来越多的问题。表面改性处理是有效提高材料表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能的方法之一,在现代制造业中具有举足轻重的作用。本文以17-4PH不锈钢为研究对象,使用激光熔覆技术在不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层以提高其表面性能。研究了不同扫描速度对17-4PH不锈钢表面激光熔覆NiCoCrAlY涂层几何特征的影响规律。研究结果表明,扫描速度增大使得涂层的熔宽、熔高和熔深都下降,稀释率先下降后升高。研究了不同扫描速度对涂层相组成、组织和性能的影响。NiCoCrAlY涂层主要由γ（Ni）主相和β（NiAl）辅相组成。扫描速度的增加使得涂层的组织逐渐细化,形成了均匀、规则的胞状晶。扫描速度为3mm/s时,涂层由于组织粗大,显微硬度较低;扫描速度为5mm/s时,组织得到细化且致密,晶粒细小,晶界强化与韧化作用增强,涂层的硬度增大;当扫描速度为7mm/s和9mm/s时,涂层组织出现了裂纹和气孔,导致... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 17-4PH不锈钢
        1.2.1 不锈钢的分类
        1.2.2 不锈钢的发展
    1.3 高温防护涂层
        1.3.1 渗铝涂层
        1.3.2 Cr、Si和 Pt改性铝化物涂层
        1.3.3 MCrAlY包覆涂层
        1.3.4 热障涂层
    1.4 MCrAlY涂层的制备方法
        1.4.1 等离子喷涂技术
        1.4.2 激光熔覆技术
    1.5 热腐蚀
        1.5.1 热腐蚀概述
        1.5.2 热腐蚀研究方法
    1.6 课题选题意义及研究内容
        1.6.1 选题意义
        1.6.2 研究内容
2 实验内容及研究方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体的选择
        2.1.2 熔覆材料的选择
    2.2 实验仪器
    2.3 实验技术路线
        2.3.1 激光熔覆实验设计
        2.3.2 实验技术路线
        2.3.3高温腐蚀实验
    2.4 样品制备与表征
        2.4.1 NiCoCrAlY涂层制备
        2.4.2 涂层几何形貌分析
        2.4.3 X射线衍射分析
        2.4.4 组织形貌分析
    2.5 性能测试
        2.5.1 显微硬度测试
        2.5.2 磨损性能测试
3 扫描速度对NiCoCrAlY涂层组织及性能的影响
    3.1 引言
    3.2 扫描速度对熔覆层几何特征的影响
    3.3 扫描速度对熔覆层相组成和组织的影响
        3.3.1 扫描速度对熔覆层相组成的影响
        3.3.2 扫描速度对熔覆层组织的影响
    3.4 扫描速度对熔覆层性能的影响
        3.4.1 扫描速度对熔覆层硬度的影响
        3.4.2 扫描速度对熔覆层常温磨损性能的影响
        3.4.3 扫描速度对熔覆层高温磨损性能的影响
    3.5 本章小结
4 激光功率对NiCoCrAlY涂层结构组织及性能的影响
    4.1 引言
    4.2 激光功率对熔覆层几何特征的影响
    4.3 激光功率对熔覆层相组成和组织的影响
        4.3.1 激光功率对熔覆层相组成的影响
        4.3.2 激光功率对熔覆层组织的影响
    4.4 激光功率对熔覆层性能的影响
        4.4.1 激光功率对熔覆层硬度的影响
        4.4.2 激光功率对熔覆层常温磨损性能的影响
        4.4.3 激光功率对熔覆层高温磨损性能的影响
    4.5 本章小结
5 NiCoCrAlY涂层高温腐蚀性能的研究
    5.1 引言
    5.2 NiCoCrAlY涂层650℃腐蚀性能分析
        5.2.1 基体和NiCoCrAlY涂层650℃腐蚀动力学
        5.2.2 基体和NiCoCrAlY涂层650℃腐蚀后表面形貌
        5.2.3 NiCoCrAlY涂层650℃腐蚀产物形貌及成分分析
    5.3 热腐蚀机理研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光功率对CoNiCrAlY熔覆涂层显微组织及硬度的影响[J]. 王涛,刘佳奇,秦令超.  热加工工艺. 2018(24)
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[3]梯度复合MCrAlY涂层的研究进展[J]. 撒世勇,王大伟,王天潇.  腐蚀科学与防护技术. 2014(03)
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[5]激光熔覆MCrAlY涂层的研究现状[J]. 王东生,田宗军,沈理达,黄因慧.  机械工程材料. 2013(12)
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[7]航空发动机高温防护涂层技术发展现状与标准需求[J]. 常伟,纪艳玲,袁文明.  航空标准化与质量. 2013(01)
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[9]超音速火焰喷涂制备Cr2AlC涂层组织性能研究[J]. 陈洋,储茂友,王力军,石志霞,王星明,张碧田.  稀有金属. 2012(04)
[10]钛合金表面激光熔覆TiC/NiCrBSi涂层温度场有限元模拟[J]. 雷贻文,孙荣禄,唐英.  材料科学与工艺. 2011(06)

博士论文
[1]几种高温防护涂层的高温氧化和热腐蚀行为研究[D]. 任鑫.南京理工大学 2005

硕士论文
[1]Ni-Nb-Sn激光熔覆与诱导自蔓延烧结合成组织性能研究[D]. 侯俊英.辽宁工程技术大学 2012
[2]激光熔覆同轴送粉机理研究及装置设计[D]. 李继涛.中国石油大学 2011
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本文编号：3049997