NiAl-2.5Ta-7.5Cr基合金的腐蚀磨损特性

发布时间：2017-09-17 21:32

  本文关键词：NiAl-2.5Ta-7.5Cr基合金的腐蚀磨损特性

  更多相关文章： Ni Al-2.5Ta-7.5Cr基合金 磨蚀性能 耐蚀性能 磨损机制

【摘要】：长程有序金属间化合物Ni Al具有高熔点、高导热率、低密度以及优异的抗腐蚀性能等优点,在航空领域、涂层等方面具有潜在的应用前景。随着工业的发展,耐磨蚀合金的需求日益增加。本论文试图研制一种适用于既耐腐蚀又抗磨损材料,并全面考察其在酸、碱环境下的摩擦学特性。根据耐磨蚀材料的设计原则,结合Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金良好的摩擦学特性,探索合金在腐蚀工况下的摩擦磨损特性,选取Ni Al-2.5Ta-7.5Cr为基材合金,采用摩擦磨损试验机测试了合金在5%Na OH溶液中的腐蚀磨损性能,采用静态腐蚀、稳态极化曲线等方法研究了合金的耐腐蚀性能。结果表明,合金的耐碱磨蚀性能和耐碱腐蚀性能均优于316 L不锈钢。合金良好的的碱腐蚀磨损性能源于:Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金磨损表面较光滑、平整,且生成了Al2(OH)4Cr O4,部分隔离了Si3N4与Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金。通过添加微量B元素对Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金进行改性,实验结果表明,合金的塑性均有所提高。在5%Na OH中,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B合金的耐磨蚀性能较基材有明显提高,耐蚀性能略差。结果表明,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B合金良好的耐磨蚀性能是由于合金对磨表面的硬质氧化物颗粒的支撑作用使Si3N4对Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B的犁削作用远远小于对Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金的犁削作用。然而,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B在碱中生成的Al(OH)3等两性氧化物溶解,造成腐蚀率增加。在5%H2SO4溶液中,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-1B合金的耐磨蚀性能优于其他合金,表现出良好的耐磨蚀特性。分析表明,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-1B合金在酸溶液中易钝化成膜;形成的表面膜耐蚀性能比较好,对材料流失表现出较好的抑制能力;表面膜中的白色物质具有较好的塑性,在经受摩擦力后表现出较好的延展性牢固的附着在表面膜上,有助于在滑动磨损过程中保存物质膜完整的覆盖在合金磨损表面,使得腐蚀加速磨损作用被抑制。合金的耐酸腐蚀性能优于耐碱腐蚀性能。从材料自身综合性能指标出发,降低作用过程中腐蚀与磨损的交互作用增量,从而较大幅度地减少材料流失量。
【关键词】：Ni Al-2.5Ta-7.5Cr基合金 磨蚀性能 耐蚀性能 磨损机制
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.15
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 前言10-11
• 1.2 腐蚀磨损的分类11-12
• 1.3 特殊介质腐蚀磨损的理论模型12-14
• 1.3.1 材料的机械去除模型12
• 1.3.2 氢致磨损理论模型12
• 1.3.3 腐蚀磨损交互作用理论模型12-14
• 1.4 电化学腐蚀磨损的影响因素14
• 1.4.1 腐蚀介质14
• 1.4.2 材料性质14
• 1.4.3 机械因素14
• 1.5 腐蚀磨损的测试和研究方法14-16
• 1.6 NiAl基合金的研究进展16-17
• 1.7 本文主要研究内容与意义17-20
• 第二章 实验材料及研究方法20-26
• 2.1 实验材料和制备20-21
• 2.2 实验设备和试剂21-22
• 2.3 实验研究方案22-23
• 2.4 材料的性能测试23-24
• 2.4.1 力学性能23
• 2.4.2 腐蚀磨损试验23-24
• 2.4.3 腐蚀实验24
• 2.5 材料形貌表征24-26
• 第三章 NiAl2.5Ta7.5Cr合金的碱腐蚀磨损性能26-36
• 3.1 实验部分26
• 3.2 结果与讨论26-34
• 3.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr和 316L的碱腐蚀磨损性能26-29
• 3.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr合金磨损表面接触变形状态分析29-30
• 3.2.3 NiAl2.5Ta7.5Cr合金的耐碱腐蚀性能30-34
• 3.3 本章小结34-36
• 第四章B改性合金在碱腐蚀工况下的磨损特性36-48
• 4.1 实验部分36
• 4.2 结果和讨论36-47
• 4.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的组织与力学性能36-39
• 4.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的碱腐蚀磨损性能39-43
• 4.2.3 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的耐碱腐蚀性能43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金在酸中的磨损特性48-62
• 5.1 实验部分48
• 5.2 结果和讨论48-60
• 5.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的酸腐蚀磨损性能48-55
• 5.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的耐酸腐蚀性能55-60
• 5.3 本章小结60-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 全文结论62
• 6.2 工作展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 附录70

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