基于正交实验的超音速火焰喷涂Fe基涂层组织性能的研究

发布时间：2017-04-14 14:23

  本文关键词：基于正交实验的超音速火焰喷涂Fe基涂层组织性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用超音速火焰喷涂技术,采用Fe基合金粉末,制备了一定厚度的合金涂层。影响涂层组织性能的因素很多,其中氧气流量、煤油流量、喷涂距离为主要影响因素。本文以三者为因素,分别取三个水平,进行了正交实验;分别以涂层的显微硬度、孔隙率、金相组织、综合性能为指标,进行正交分析,得出了优化的工艺参数。其中当氧气流量为944L/min,煤油流量为28 L/h,喷涂距离为330mm时,涂层的综合性能最佳。 通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等手段,分别研究了涂层的组织形貌、结构、相组成等。涂层由变形的带状粒子、未熔颗粒及少量孔隙组成。通过扫描电镜能谱分析研究了界面处原子的扩散情况,得知界面处部分原子实现了互扩散,涂层与基体以机械结合为主,冶金结合为辅。由于喷涂粒子的冷却速度较快,涂层中形成了非晶。后续涂层的加热以及周围组织释放的结晶潜热使部分非晶转变成纳米晶,涂层由非晶、纳米晶及硼化物组成。文中分析了非晶、纳米晶形成的机理以及涂层中孔隙的成因。通过对涂层显微硬度的测试得知,采用优化的参数得到的涂层硬度约为基体的4倍,且涂层平行于结合面的硬度与垂直于结合面的硬度相差不大。靠近涂层的基体硬度呈现梯度变化的趋势,这是由于该部分产生了加工硬化,以及基体中形成了孪晶、涂层与基体的部分冶金结合等都导致基体硬度的提高。利用盐雾腐蚀实验对涂层与基体的耐腐蚀性能进行了检测,涂层比基体的耐盐雾腐蚀性好,孔隙率少的涂层比孔隙率多的耐盐雾腐蚀性好,涂层的腐蚀类型为小孔腐蚀。以上的分析表明,本研究采用超音速火焰喷涂工艺,利用正交实验方法,得到了致密、硬度高、耐腐蚀的涂层。
【关键词】：超音速火焰喷涂 非晶 纳米晶 盐雾腐蚀实验
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 1 绪论19-34
• 1.1 热喷涂技术20-24
• 1.2 超音速火焰喷涂技术24-29
• 1.3 课题的提出及研究目的29-30
• 1.4 选题可行性与研究内容30-34
• 2 实验材料及实验方法34-40
• 2.1 实验材料34-36
• 2.2 涂层的制备、观察及性能测试36-40
• 3 喷涂工艺参数的选择与优化40-51
• 3.1 各指标的正交分析41-44
• 3.2 涂层综合性能的正交分析44-46
• 3.3 正交实验的方差分析46-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 涂层的组织结构特征分析51-69
• 4.1 试样的表观形貌51-54
• 4.2 涂层的组织结构54-58
• 4.3 涂层的相组成及涂层中的非晶、纳米晶58-65
• 4.4 涂层中孔隙的成因分析65-68
• 4.5 本章小结68-69
• 5 涂层与基体的显微硬度69-75
• 5.1 涂层的显微硬度分布69-72
• 5.2 基体的硬度梯度变化72-74
• 5.3 本章小结74-75
• 6 涂层的耐盐雾腐蚀性75-85
• 6.1 盐雾腐蚀实验简介75-77
• 6.2 涂层的腐蚀机理及腐蚀评级77-84
• 6.3 本章小结84-85
• 结论85-87
• 致谢87-88
• 攻读硕士学位期间发表论文88-89
• 参考文献89-94

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 朴钟宇;面向再制造的等离子喷涂层接触疲劳行为及寿命评估研究[D];燕山大学;2010年

2 陈洋;Ti_2AlC和Cr_2AlC材料热力学、制备及抗氧化性能研究[D];北京有色金属研究总院;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李伟;超音速火焰喷涂修复冷冲压模具的应用基础研究[D];华中科技大学;2009年

2 赵杰;铝基材制备耐磨涂层的影响因素及性能研究[D];华中科技大学;2011年

3 林晓燕;重熔回复等离子喷涂Ni包WC涂层微观结构及耐蚀性研究[D];河海大学;2006年

4 戎雪坤;汽轮机叶片钢高能微弧沉积316L不锈钢的组织结构与性能的研究[D];长沙理工大学;2008年

5 荣鼎慧;金属间化合物复合涂层的制备及性能研究[D];中国海洋大学;2009年

6 李二兴;液压支架活塞杆表面防护层的制备与组织性能研究[D];郑州大学;2012年

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本文编号：306201