超音速等离子喷涂NiCr-Cr 3 C 2 涂层磨损/疲劳竞争性失效规律研究

发布时间：2023-04-02 08:29

　　超音速等离子技术作为一种重要表的面工程技术,在许多旋转零部件的表面强化和表面修复具有广泛的应用前景。然而,由于涂层材料与基体材料具有不同的性能,使涂层在服役过程中失效机制与均质材料有较大差异,因此,深入探讨探讨经超音速等离子喷涂方法强化的旋转零部件的服役性能和失效机制,对超音速等离子喷涂技术的进一步推广具有重要意义。本文首先采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备了NiCr-Cr₃C₂涂层,运用均匀设计方法研究了喷涂工艺参数与涂层性能的关系,分别使用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和纳米压痕仪检测了涂层的形貌、微观结构、显微硬度和纳米力学性能;然后基于RM-1滚滑接触疲劳试验平台,从超音速等离子喷涂层竞争寿命演变规律研究出发,结合声发射在线监测设备,系统地研究了涂层的失效机理、寿命演变规律以及服役进程与声发射信号特征参量之间的关系,研究结果表明:(1)均匀设计方法可用于喷涂电流I、喷涂电压U、喷涂距离D和主气(氩气)流量对NiCr-Cr₃C₂涂层性能的影响研究。对不同距离下喷涂粒子的...

【文章页数】：86 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 超音速等离子喷涂技术
    1.3 涂层磨损失效行为研究现状
        1.3.1 接触疲劳失效
        1.3.2 摩擦磨损失效
        1.3.3 磨损/疲劳竞争性失效
    1.4 声发射监测技术
        1.4.1 声发射信号采集与信号类型
        1.4.2 声发射信号处理方法
    1.5 课题来源及主要研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 主要研究内容
第二章 实验方法及设备
    2.1 课题研究方案
    2.2 涂层设备与粒子特性研究方法
        2.2.1 超音速等离子喷涂设备
        2.2.2 喷涂粒子特性研究方法
    2.3 涂层组织结构及性能表征方法
        2.3.1 涂层微观结构及组织
        2.3.2 涂层孔隙率
        2.3.3 涂层结合强度
        2.3.4 涂层硬度
        2.3.5 涂层摩擦学性能
    2.4 涂层竞争性失效规律研究和分析方法
        2.4.1 测试辊涂层制备
        2.4.2 滚/滑接触疲劳试验机
        2.4.3 声发射在线监测系统
    2.5 本章小结
第三章 NiCr-Cr₃C₂喷涂参数优化与涂层表征
    3.1 引言
    3.2 喷涂材料表征
    3.3 喷涂参数优化
        3.3.1 均匀设计参数优化
        3.3.2 回归分析方法
        3.3.3 喷涂粒子特性分析
    3.4 涂层组织结构表征
        3.4.1 涂层微观结构
        3.4.2 涂层相结构分析
    3.5 涂层性能表征
        3.5.1 涂层孔隙率
        3.5.2 涂层显微硬度及纳米硬度
        3.5.3 涂层结合强度
        3.5.4 涂层摩擦学性能
    3.6 本章小结
第四章 NiCr-Cr₃C₂涂层竞争性失效规律研究
    4.1 引言
    4.2 涂层内部应力状态分布
    4.3 涂层竞争性失效机制
        4.3.0 涂层服役前初始表面形貌
        4.3.1 表面磨损失效
        4.3.2 剥落失效
        4.3.3 分层失效
    4.4 涂层竞争性失效及寿命演变规律率
        4.4.1 涂层竞争性失效模式及寿命统计
        4.4.2 不同滑差率下的涂层寿命演变规律
        4.4.3 P-N曲线
    4.5 本章小结
第五章 声发射监测涂层竞争性失效过程
    5.1 引言
    5.2 涂层竞争性失效不同阶段的声发射信号
    5.3 典型的声发射信号时频分析
        5.3.1 正常接触时的声发射信号分析
        5.3.2 材料去除阶段的声发射信号分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
参考文献
附录1 db10小波5层分解的Matlab程序
附录2 快速傅里叶变换处理的Matlab程序
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果
    1.发表的学术论文
    2.研究成果
致谢



本文编号：3778900