本文關鍵詞：飽和鹽水環(huán)境下激光熔覆耐磨耐蝕涂層及其組織性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在飽和鹽水環(huán)境下,石油鉆桿在工作過程中容易受到腐蝕和磨損而失效,造成較大的經(jīng)濟損失。一般修復手段對失效部位的修復效果不明顯,而利用激光熔覆的方法在材料表面制備具有抗氧化、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損且與基底材料呈良好的冶金結合的熔覆涂層是一種有效解決材料表面失效的手段。本實驗從粉末體系及激光工藝參數(shù)兩方面出發(fā),設計出了一種Co基/Al2O3/稀土(La2O3)復合激光熔覆粉末,利用10 KW CO2激光熔覆柔性加工系統(tǒng)進行實驗,采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、維氏硬度計、摩擦磨損實驗儀、電化學工作站對激光熔覆涂層的微觀形貌、微區(qū)成分、物相組成、顯微硬度、耐磨損性能以及耐腐蝕性能進行了檢測。實驗過程如下:首先,設計出12組粉末配方,通過激光熔覆處理,對熔覆涂層顯微硬度進行測試,確定了最佳的激光熔覆粉末配方;其次,通過正交實驗設計的方法確定了最佳激光熔覆工藝參數(shù):激光功率P=3 kW,掃描速率v=6 mm/s,光斑直徑D=4mm,搭接率為40%;最后,研究了熔覆涂層物相組成及顯微組織。結果表明,涂層顯微組織主要由胞枝狀的初生相和其間的共晶組織構成。固定Al2O3含量的條件下,隨著La2O3的加入,組織逐漸均勻,晶粒尺寸變小。繼續(xù)增加稀土La2O3的含量,熔覆涂層中物相增多。Co元素與熔池中的Al元素形成了化合物Al13Co4,Co基合金粉末中的Cr、Si、C元素分解于熔池中并形成了化合物Cr9.1Si0.9,SiC。La2O3添加量為0.4 wt.%時,熔覆涂層的硬度最高,為627.23HV1;耐磨性能最好,穩(wěn)定的摩擦系數(shù)為0.43;失重量最低,為0.005g;熔覆涂層磨痕較窄、表面呈淺平犁溝。并且稀土La2O3的添加明顯改善了基材的耐腐蝕性能,在La2O3的添加量為0.2wt.%時,激光熔覆涂層的耐腐蝕性能最好,自腐蝕電位Ecorr和自腐蝕電流密度icorr分別為-233.418mV,1.041μA/cm2。
【關鍵詞】：激光熔覆 復合涂層 稀土 耐磨性能 耐蝕性能
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-19
• 1.1 激光表面改性技術7-9
• 1.1.1 激光表面改性技術內(nèi)容7-8
• 1.1.2 激光表面改性技術特點8-9
• 1.2 激光熔覆技術9-13
• 1.3 常用激光熔覆材料13-14
• 1.4 激光熔覆的研究現(xiàn)狀與存在問題14-17
• 1.5 本文的研究目的及研究內(nèi)容17-19
• 1.5.1 研究目的17-18
• 1.5.2 研究內(nèi)容18-19
• 第二章 實驗材料與實驗方法19-28
• 2.1 實驗材料19-22
• 2.1.1 基體材料19
• 2.1.2 熔覆涂層材料19-22
• 2.2 實驗設計22
• 2.3 實驗方法22-28
• 2.3.1 熔覆材料的準備22-23
• 2.3.2 激光熔覆涂層硬度檢測23-24
• 2.3.3 最佳激光工藝參數(shù)的選擇24
• 2.3.4 激光熔覆涂層金相檢測24-25
• 2.3.5 激光熔覆涂層X射線衍射檢測25
• 2.3.6 飽和鹽水環(huán)境下激光熔覆涂層耐磨性能檢測25-27
• 2.3.7 飽和鹽水環(huán)境下激光熔覆涂層的耐蝕性能檢測27-28
• 第三章 最佳激光熔覆工藝參數(shù)的優(yōu)化28-35
• 3.1 正交表用法及其特點28-30
• 3.2 激光熔覆的正交實驗設計30
• 3.3 正交實驗結果及分析30-35
• 第四章 激光熔覆涂層的組織結構分析35-51
• 4.1 熔覆涂層的物相分析35-36
• 4.2 熔覆涂層的顯微組織結構分析36-48
• 4.2.1 純Co基合金顯微組織結構與微區(qū)成分分析36-39
• 4.2.2 Co基合金+5%Al_2O_3顯微組織結構與微區(qū)成分分析39-41
• 4.2.3 Co基合金+5%Al_2O_3+0.2%La_2O_3顯微組織結構與微區(qū)成分分析41-44
• 4.2.4 Co基合金+5%Al_2O_3+0.4%La_2O_3顯微組織結構與微區(qū)成分分析44-46
• 4.2.5 Co基合金+5%Al_2O_3+0.6%La_2O_3顯微組織結構與微區(qū)成分分析46-48
• 4.3 本章小結48-51
• 第五章 飽和鹽水環(huán)境下激光熔覆涂層的耐磨性分析51-57
• 5.1 硬度檢測51-52
• 5.2 耐磨性能分析52-56
• 5.3 本章小結56-57
• 第六章 飽和鹽水環(huán)境下激光熔覆涂層的耐蝕性分析57-64
• 6.1 電化學腐蝕測試57-61
• 6.1.1 電化學腐蝕簡介57-59
• 6.1.2 極化曲線59-60
• 6.1.3 鈍化現(xiàn)象60
• 6.1.4 塔菲爾直線外推法60-61
• 6.2 耐蝕性能分析61-63
• 6.3 本章小結63-64
• 第七章 結論64-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69-70
• 附錄70-71

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