【摘要】：目的研究冷噴涂用納米結(jié)構(gòu)Fe40Al合金粉末的球磨制備工藝及其在不同基體表面的冷噴涂沉積行為。方法以Fe粉、Al粉為原料,按照Fe-40Al進(jìn)行配比混合,采用行星式球磨機(jī)制備納米結(jié)構(gòu)Fe40Al合金粉末,在不同硬度基體表面(不銹鋼、低碳鋼、純銅及錫)冷噴涂沉積單個Fe40Al合金粉末顆粒。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM),分析球磨過程中Fe40Al合金粉末的組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律、粉末顆粒在不同基體表面的碰撞變形行為及沉積特性。結(jié)果球磨過程中,隨著球磨時間的延長,Al擴(kuò)散進(jìn)入Fe晶格形成納米結(jié)構(gòu)Fe(Al)固溶體,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸約為35 nm,平均顆粒尺寸約為20μm,內(nèi)部為精細(xì)層狀結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)Fe40Al合金粉末在硬度較高的不銹鋼和低碳鋼基體上沉積時,粉末顆粒發(fā)生強(qiáng)塑性變形而基體變形量較小,顆粒和基體間的結(jié)合較弱,沉積效果較差;當(dāng)在硬度較低、塑性較好的Cu基體上沉積時,基體與粉末顆粒同時發(fā)生塑性變形,顆粒和基體間的結(jié)合較強(qiáng),沉積效果最好;在硬度最低的Sn基體上沉積時,基體發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形且出現(xiàn)部分熔化,但顆粒幾乎沒有變形,且顆粒與基體間的結(jié)合很弱,沉積效果最差。結(jié)論采用球磨工藝可制備出適合冷噴涂用的納米結(jié)構(gòu)Fe40Al合金粉末,隨著球磨時間的延長,粉末晶粒尺寸減小,硬度增加�；w種類對納米結(jié)構(gòu)Fe40Al合金粉末的冷噴涂沉積行為影響顯著,基體硬度過高或過低均不利于粉末顆粒沉積,基體與粉末顆粒同時發(fā)生塑性變形有利于增強(qiáng)顆粒與基體間的界面結(jié)合,從而改善沉積效果。
[Abstract]:Objective to study the preparation process of nano-structure Fe40Al alloy powder for cold spraying and its deposition behavior on different substrate surfaces. Methods using Fe powder and Al powder as raw materials, the nano-structure Fe40Al alloy powder was prepared by planetary ball mill according to the ratio of Fe-40Al. The nano-structure Fe40Al alloy powder was prepared on the surface of different hardness matrix (stainless steel, low carbon steel). Single Fe40Al alloy powder particles were deposited by cold spraying of pure copper and tin. X-ray diffractometer (XRD),) scanning electron microscope (SEM),) was used to analyze the microstructure evolution of Fe40Al alloy powder during ball milling, the impact deformation behavior and deposition characteristics of the powder particles on different substrate surfaces. Results during ball milling, Al diffused into Fe lattice to form nanostructured Fe (Al) solid solution with the prolongation of milling time. After 36 h ball milling, the average grain size of Fe40Al alloy powder was about 20 渭 m and the average grain size was about 20 渭 m at 35 nm, with fine lamellar structure inside. When nano-structure Fe40Al alloy powder is deposited on stainless steel and low carbon steel with high hardness, strong plastic deformation occurs in powder particles and the amount of matrix deformation is small, the bonding between particles and matrix is weaker, and the deposition effect is poor, when the hardness is low, When deposited on the Cu matrix with good plasticity, the matrix and the powder particles have plastic deformation at the same time, the bonding between the particles and the matrix is stronger and the deposition effect is the best, and when the substrate is deposited on the Sn matrix with the lowest hardness, The matrix has strong plastic deformation and partial melting, but the particle has almost no deformation, and the bonding between the particles and the matrix is very weak, and the deposition effect is the worst. Conclusion Nanostructured Fe40Al alloy powder suitable for cold spraying can be prepared by ball milling process. With the prolongation of milling time, the grain size of the powder decreases and the hardness increases. The effect of matrix type on the deposition behavior of nano-structure Fe40Al alloy powder by cold spraying was significant, and too high or too low substrate hardness was not conducive to powder particle deposition. The plastic deformation of the matrix and powder particles at the same time is beneficial to enhance the interfacial bonding between the particles and the matrix, thus improving the deposition effect.
【作者單位】： 九江學(xué)院;西安交通大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51001056,51561013) 江西省自然科學(xué)基金項目(20151BAB206008) 江西省科技落地計劃項目(KJLD12096)~~
【分類號】：TG174.442

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2263162