發(fā)布時(shí)間：2018-05-27 11:20

  本文選題：煤化工 + 高參數(shù)�。� 參考：《蘭州理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：高參數(shù)耐磨球閥是現(xiàn)代煤化工高壓、高溫工況條件下重要的零部件,而其密封面要求的高硬度等使用性能直接影響閥門的服役壽命。一直以來(lái),由于硬度與工藝實(shí)現(xiàn)存在矛盾,耐磨面硬度越高,工藝實(shí)現(xiàn)越困難,為此在以往的工程應(yīng)用基礎(chǔ)上開發(fā)一種高硬度材料,采用激光工藝熔覆球面實(shí)現(xiàn)耐磨熔覆層硬度達(dá)62HRC以上結(jié)果�？傮w可以提高煤化工裝置的使用周期,提高裝置工作效率,降低成本。本文開發(fā)出一種復(fù)合粉末材料。以Ni60合金粉末為基礎(chǔ),添加45%WC及其它元素,實(shí)現(xiàn)合金的固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化,WC顆粒硬質(zhì)項(xiàng)的結(jié)晶原理,適量添加了Si、B和Y2O3等納米物質(zhì)作為強(qiáng)化元素。結(jié)合相計(jì)算原理,對(duì)粉末配方進(jìn)行微調(diào)元素含量,運(yùn)用理論控制有害相的生成。使用激光熔覆工藝進(jìn)行表面熔覆,并對(duì)激光熔覆層組織進(jìn)行顯微分析和力學(xué)性能、硬度及結(jié)合強(qiáng)度等試驗(yàn)與分析,最終確定了粉末最優(yōu)成分配方為Ni60+45%WC復(fù)合粉末。激光熔覆層組織顯微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明:復(fù)合粉末經(jīng)激光熔覆,熔覆金屬與基體宏觀形貌反映結(jié)合狀況,界面結(jié)合處是良好的冶金結(jié)合,結(jié)合區(qū)無(wú)明顯氣孔、裂紋。多層多道合金的組織主要由胞狀晶及硬質(zhì)項(xiàng)彌散分布。EDS和XRD物相分析得到:金屬基體Cr4Ni15W的固溶體和具有硬質(zhì)特點(diǎn)的WC顆粒彌散分布。熔覆層組織中WC顆粒相的面積分?jǐn)?shù)約43%。大量彌散分布的球狀WC顆粒保證了涂層組織具有較高的強(qiáng)硬性。顯微硬度測(cè)試表明:常溫下,Ni60+45%WC復(fù)合粉末激光熔覆層多層熔覆后的平均顯微硬度為63-64HRC,可以滿足煤化工特定工況及帶有顆粒介質(zhì)的裝置實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期使用要求。在熔覆試樣的基礎(chǔ)上經(jīng)相關(guān)工藝的調(diào)整,在60球體球面實(shí)現(xiàn)多層大面積熔覆,覆層厚度達(dá)1-1.5mm以上,熔覆表面經(jīng)磨削機(jī)工,表面質(zhì)量經(jīng)PT合格。球體與閥門組裝后進(jìn)行高壓泵驗(yàn)及高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn),證明球體熔覆層完好并實(shí)現(xiàn)密封功能。
[Abstract]:High parameter wear-resistant ball valve is an important part in modern coal chemical industry under high pressure and high temperature working conditions. The high hardness and other performance of sealing surface directly affect the service life of valve. Because of the contradiction between hardness and technological realization, the higher the hardness of wear-resistant surface, the more difficult the process is. Therefore, a kind of high-hardness material is developed on the basis of previous engineering applications. The hardness of wear-resistant cladding layer is above 62HRC by laser cladding of spherical surface. As a whole, it can improve the life cycle of coal chemical plant, improve the working efficiency of the unit and reduce the cost. In this paper, a composite powder material is developed. On the basis of Ni60 alloy powder, 45%WC and other elements were added to realize the solution strengthening, the second phase strengthening and the grain boundary strengthening of the crystalline principle of the hard term of WC particles. The proper amount of nano-materials such as SiB and Y2O3 were added as strengthening elements. Combined with the principle of phase calculation, the element content of powder formulation was fine-tuned, and the formation of harmful phase was controlled by theory. The laser cladding process was used for surface cladding, and the microstructure of the laser cladding coating was analyzed by microanalysis, mechanical properties, hardness and bonding strength. Finally, the optimum composition of the powder was determined as Ni60 45%WC composite powder. The results of microstructure analysis of the laser cladding layer show that the microstructure of the composite powder is reflected by the macroscopic morphology of the cladding metal and the matrix after laser cladding. The interface bond is a good metallurgical bond. There is no obvious porosity and crack in the bonding zone. The microstructure of multilayer and multichannel alloy was mainly analyzed by cellular crystal and hard term dispersion distribution. EDS and XRD phase analysis showed that the solid solution of metal matrix Cr4Ni15W and the dispersion distribution of WC particles with hard characteristics were obtained. The area fraction of WC particle phase in the cladding structure is about 43%. A large number of dispersed spherical WC particles ensured the high toughness of the coating structure. The microhardness test shows that the average microhardness of laser cladding of Ni60 45%WC composite powder is 63-64HRC after laser cladding at room temperature, which can meet the requirement of long-term application of the equipment with particle medium and specific conditions of coal chemical industry. On the basis of the cladding specimen, the multi-layer large area cladding is realized on the 60 sphere by adjusting the related technology. The cladding thickness is more than 1-1.5mm, the cladding surface is grinded and machined, and the surface quality is qualified by PT. After assembling the ball and valve, the high pressure pump test and the high temperature hot state test were carried out, which proved that the cladding layer of the ball body was intact and the sealing function was realized.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ53;TQ050

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張正洋;鑄滲WC復(fù)合材料的研究[J];鑄造;1993年04期

2 黃志鋒,周濤,陳亮;WC晶粒定量測(cè)量研究[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2001年03期

3 張建兵;李小強(qiáng);龍雁;陳維平;李元元;;高性能WC合金的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2005年10期

4 袁有錄;李鑄國(guó);;Ni60A+WC增強(qiáng)梯度涂層中WC的溶解與碳化物的析出特征[J];材料工程;2013年11期

5 尤顯卿;宋雪峰;;WC/鋼復(fù)合材料滲硼中WC顆粒對(duì)硼化物生長(zhǎng)的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2006年03期

6 龍堅(jiān)戰(zhàn);張忠健;彭文;陸必志;周華堂;羅海輝;董亮;;Ni_3Al添加量對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金中WC晶粒形狀的影響[J];硬質(zhì)合金;2013年06期

7 施晶瑩,黃貽深,朱則善;晶態(tài)復(fù)合電極(Ni-Mo)-WC的電沉積過(guò)程初步研究[J];泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào);2001年06期

8 彭北山;WC對(duì)彌散強(qiáng)化銅的性能的影響[J];邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年01期

9 李紅東;葉青;;儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法在WC油田開發(fā)中的應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;2007年06期

10 王孟君;張迎春;陳艷;劉心宇;;冷軋及退火對(duì)WC彌散強(qiáng)化銅組織和性能的影響[J];金屬熱處理;2007年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 劉俊友;許振華;孫晶;;采用離子注滲技術(shù)原位合成納米級(jí)WC的研究[A];第二屆全國(guó)背散射電子衍射（EBSD）技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆全國(guó)材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

2 唐清富;臧文成;張軍;都有為;;電弧法制備W及WC納米微粒[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（上卷）[C];2001年

3 張維國(guó);李海方;劉建萍;;注滲WC工藝在熱軋棒材線上的研究與應(yīng)用[A];2006年全國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2006年

4 張立;陳述;W.D.Schubert;黃伯云;;含板狀晶WC雙模組織結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的研究[A];第五屆海峽兩岸粉末冶金技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

5 周細(xì)應(yīng);李培耀;陳康;劉延輝;;納米WC和納米PTFE的復(fù)合鍍層微拉伸研究[A];第九次全國(guó)熱處理大會(huì)論文集（二）[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 本報(bào)記者 河山;城市WC不能少[N];昌吉日?qǐng)?bào)(漢);2012年

2 本報(bào)記者 朱國(guó)旺;rBS—WC疫苗——二十年磨礪出的防霍亂利劍[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 王妍;WC及黑鎢礦粉末對(duì)Ni74Al26基復(fù)合材料性能影響研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2015年

2 涂彥坤;新型粘結(jié)相板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備[D];南京航空航天大學(xué);2016年

3 鄭萬(wàn)芳;WC(0001)與Pt/WC(0001)表面催化機(jī)理的密度泛函理論研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

4 張瑞鋒;細(xì)晶WC基硬質(zhì)合金粉末及材料的制備[D];中南大學(xué);2011年

5 吳博;超細(xì)無(wú)粘結(jié)劑WC硬質(zhì)合金制備及組織性能研究[D];大連交通大學(xué);2012年

6 林小為;少、無(wú)粘結(jié)相超細(xì)晶WC硬質(zhì)合金的制備與性能研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 宗霞;晶粒抑制劑對(duì)SPS燒結(jié)的WC基硬質(zhì)合金的組織與性能的影響[D];中國(guó)石油大學(xué);2011年

8 羅崇玲;超細(xì)W粉、WC粉、球形Co粉的制備及其在硬質(zhì)合金中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2007年

9 王黎明;鋼基表面WC增強(qiáng)復(fù)合涂層的制備與性能研究[D];武漢科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1941832