碳含量对FeCrNiMoSiC激光熔覆层组织及性能的影响

发布时间：2023-03-10 23:54

　　生产实践中以钢铁为主要材料的工件数量巨大,工件长时间使用会面临失效。铁基合金粉末因其与钢铁类工件的成分相近,所以在激光熔覆中被广泛应用于修复工件。Cr、Ni、Mo、Si、C是常见的激光熔覆铁基粉末添加元素。合金元素添加的含量直接影响到熔覆层的性能。C对铁基合金的性能影响极大,适当的碳含量不仅能提高熔覆层的耐磨性,还能提高强度。碳含量超过一定范围会使得熔覆层的耐腐蚀性迅速下降,所以需要找到适合的碳含量来提高熔覆层的综合性能。性能的差异反映在熔覆层组织上,通过研究组织和相的变化,对性能从微观组织方面进行解释。因此研究FeCrNiMoSiC铁基合金熔覆层的组织和相对于修复钢铁类失效工件具有重要意义。本文通过激光熔覆技术,以不同碳含量FeCrNiMoSiC铁基粉末,在相同的工艺参数下制备形貌良好的熔覆层。对不同碳含量的熔覆层组织和相组成进行观察和分析,根据XRD、EDS等测试的结果,从动力学和热力学的角度解释了形成相的原因。另外,对熔覆层的硬度、耐腐蚀性能、耐磨性及抗拉强度进行了测试,结合熔覆层中的相和组织,对上述性能进行了机理性的分析。结果表明,熔覆层主要由γ(Fe,C)、γ(Fe,Ni,C...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光熔覆铁基合金的研究现状及设计
        1.2.1 激光熔覆铁基合金研究现状
        1.2.2 激光熔覆铁基合金设计原则
        1.2.3 激光熔覆铁基合金设计思路
    1.3 合金元素在激光熔覆铁基合金中的作用
        1.3.1 碳在铁基合金中的作用
        1.3.2 其他合金元素在铁基合金中的作用
    1.4 不同碳含量铁基激光熔覆层的组织和性能
        1.4.1 低碳激光熔覆铁基合金的组织和性能
        1.4.2 中碳激光熔覆铁基合金的组织和性能
        1.4.3 高碳激光熔覆铁基合金的组织和性能
    1.5 研究内容及技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第二章 试验方法及过程
    2.1 试验材料
        2.1.1 基板材料
        2.1.2 熔覆材料
    2.2 激光熔覆设备及工艺参数
        2.2.1 实验设备
        2.2.2 工艺参数
    2.3 敏化处理
    2.4 组织及性能表征方式
        2.4.1 显微组织分析
        2.4.2 性能测试方式
    2.5 JMatPro相图模拟计算
    2.6 本章小结
第三章 碳含量对Fe CrNiMoSiC熔覆层组织及相的影响
    3.1 引言
    3.2 不同碳含量熔覆层组织分析
        3.2.1 熔覆层宏观形貌分析
        3.2.2 熔覆层微观组织分析
        3.2.3 敏化处理后熔覆层微观组织分析
    3.3 不同碳含量熔覆层物相分析
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 相图模拟计算
    3.4 不同碳含量熔覆层能谱分析
        3.4.1 熔覆层能谱分析
        3.4.2 敏化处理后熔覆层能谱分析
    3.5 试验结果的热力学与动力学分析
        3.5.1 热力学分析
        3.5.2 动力学分析
    3.6 本章小结
第四章 碳含量对Fe CrNiMoSiC熔覆层性能的影响
    4.1 引言
    4.2 不同碳含量熔覆层显微硬度分析
    4.3 不同碳含量熔覆层耐腐蚀性能分析
        4.3.1 敏化处理前熔覆层耐腐蚀性能分析
        4.3.2 敏化处理后熔覆层耐腐蚀性能分析
    4.4 不同碳含量熔覆层常温摩擦磨损性能分析
        4.4.1 摩擦副的确定及材料的基本特性
        4.4.2 熔覆层摩擦系数及磨损失重量
        4.4.3 磨痕轮廓及磨损率
        4.4.4 磨痕形貌及磨损机制
    4.5 不同碳含量熔覆层的开裂分析及拉伸性能
        4.5.1 熔覆层宏观裂纹及分析
        4.5.2 抗拉强度分析
        4.5.3 拉伸断口分析
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 参与的科研项目
学位论文数据集



本文编号：3758798