全金属组元Fe基非晶/纳米晶涂层的制备及性能研究

发布时间：2021-04-07 01:05

　　在现代工业领域中,不少零部件都是在高速、高压、重载环境下连续工作,磨损与腐蚀是其主要的失效形式。在普通钢材表面制备具有高性能的复合材料涂层,不仅可以延长零件的使用寿命,而且还能创造出巨大的经济价值。铁基非晶/纳米晶合金具有强度高、硬度大、韧性好和耐腐蚀性能突出等优势,因此在材料表面改性领域表现出潜在的应用前景。激光熔覆作为一种先进、高效的表面工程技术,具有光束易于聚焦、能量密度高,熔覆层表面组织细密、表层硬度高、不变形等优点。在调质钢基体表面通过激光熔覆技术将铁基非晶合金粉末熔覆得到非晶/纳米晶复合涂层,可显著改善材料表层的力学性能。本文综合分析影响GFA因素及高塑性非晶合金成分设计经验规律,从合金组元的电子结构、模量、形成焓和化学键等因素出发,进行不含类金属元素高泊松比Fe基非晶合金的成分设计及试验优化研究,设计出全金属组元Fe60Nb20Ti20和Fe60Nb13Ti13Ta13两种成分。然后通过机械球磨工艺制备出非晶合金粉末,在此基础上分析非晶合金粉末的晶化动力学与热力学问题,最后通过激光熔覆工艺在45钢的基体表层制备铁基非晶/纳米晶复合涂层。研究在球磨过程中非晶化过程、晶化动力... 

【文章来源】：福建农林大学福建省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 激光熔覆技术概述
    1.2 影响激光熔覆层主要工艺参数
        1.2.1 激光功率
        1.2.2 光斑大小
        1.2.3 扫描速度
    1.3 非晶合金的成分设计及性能简介
        1.3.1 非晶合金成分设计简介
        1.3.2 力学性能特征
        1.3.3 摩擦磨损性能特征
        1.3.4 腐蚀性能特征
        1.3.5 软磁性能特征
    1.4 激光熔覆铁基非晶合金研究现状
    1.5 本论文的研究意义、内容和工艺路线
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 工艺路线
2 实验材料和实验设备
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 涂覆层材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 球磨机
        2.2.2 激光器
        2.2.3 摩擦磨损试验机
        2.2.4 显微硬度计
        2.2.5 金相组织观察设备
3 机械合金化制备非晶合金粉末和性能表征
    3.1 机械合金化法
        3.1.1 机械合金化反应机理
        3.1.2 机械合金化工艺参数
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 TEM分析
        3.2.3 SEM分析
        3.2.4 DSC分析
    3.3 晶化动力学研究
4 激光熔覆非晶合金粉末工艺参数研究
60Nb₂₀Ti₂₀工艺参数与分析">    4.1 正交实验法优化Fe₆₀Nb₂₀Ti₂₀工艺参数与分析
        4.1.1 熔覆层材料制备及表征
        4.1.2 正交试验法优化工艺参数设计
        4.1.3 不同工艺参数下涂层宏观形貌分析
        4.1.4 不同工艺参数下涂层显微硬度分析
        4.1.5 熔覆层微观组织形貌观察与分析
60Nb₁₃Ti₁₃Ta₁₃工艺参数与分析">    4.2 正交实验法优化Fe₆₀Nb₁₃Ti₁₃Ta₁₃工艺参数与分析
        4.2.1 不同工艺参数下涂层宏观形貌分析
        4.2.2 不同工艺参数下涂层显微硬度分析
        4.2.3 熔覆层微观组织形貌观察与分析
5 复合涂层机械性能研究
    5.1 熔覆层显微硬度分析
    5.2 熔覆层摩擦磨损性能分析
    5.3 熔覆层磨损机制分析
6 总结与展望
参考文献
攻读硕士研究生期间发表的论文
致谢



本文编号：3122501