發(fā)布時間：2021-01-17 04:18

　　本文采用高頻感應加熱/自蔓延高溫合成技術（HFIH/SHS）,在5CrNiMo鋼表面制備了以Ni為過渡層的NiAl涂層,旨在提高壓鑄模的使用壽命。計算了合成NiAl的自由能和絕熱溫度并優(yōu)化了NiAl涂層的制備工藝。分析了涂層微觀組織結構和物相組成,研究了涂層形成機理以及連接界面的形成機理,通過鋁合金溶液熔損實驗研究了NiAl涂層耐鋁合金溶液的熔損性能,摸清了擴散溶解層的組織結構及擴散溶解層厚度與時間的關系,分析了擴散溶解層的形成機理,最后從理論上對NiAl涂層和5CrNiMo鋼的耐Al液的熔損性能進行了對比分析。本文主要結論有:（1）NiAl的標準反應吉布斯自由能小于0,在298 K⁷00 K預熱溫度下,NiAl的絕熱溫度都是1912 K,達到NiAl的熔點,涂層合成為非全液相合成。（2）在連接壓力為30 MPa、生坯壓力為100 MPa、感應加熱模擬電流為250A、保溫時間為60 s、保壓時間為120 s的工藝下,可以獲得致密的、結合好的NiAl涂層。（3）涂層表面除了少數(shù)孔洞外,表面光滑平整,結構致密,成分為單一相NiAl。涂層斷面連接界面組織依次為:NiAl... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的目的及意義
    1.2 NiAl金屬間化合物的基本特性與物相結構
    1.3 NiAl金屬間化合物涂層制備方法及研究現(xiàn)狀
    1.4 自蔓延高溫合成涂層技術
        1.4.1 SHS熔鑄涂層技術
        1.4.2 SHS氣相傳輸涂層技術
        1.4.3 SHS鑄滲涂層技術
        1.4.4 SHS燒結涂層技術
        1.4.5 SHS噴射沉積涂層技術
        1.4.6 SHS自反應涂層技術
    1.5 利用自蔓延技術制備NiAl涂層研究進展
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 NiAl金屬間化合物的熱力學分析
    2.1 引言
    2.2 NiAl金屬間化合物的吉布斯自由能的計算
    2.3 NiAl金屬間化合物的絕熱溫度計算
    2.4 本章小結
第3章 實驗材料和研究方法
    3.1 實驗設備
    3.2 實驗材料選擇
        3.2.1 基體選擇
        3.2.2 涂層粉體選擇
    3.3 實驗過程
    3.4 涂層微觀結構與性能測試
        3.4.1 物相分析
        3.4.2 微觀形貌與組織檢測
        3.4.3 涂層顯微硬度測定
        3.4.4 涂層熔損性能分析
第4章 SHS制備NiAl涂層工藝優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 感應加熱平均熱功率的計算
    4.3 連接層Ni層的確定
    4.4 連接壓力的確定
    4.5 上下柱頭的優(yōu)化
    4.6 生坯壓力的確定
    4.7 感應加熱模擬電流大小的確定
    4.8 保溫時間的確定
    4.9 本章小結
第5章 NiAl涂層組織結構研究
    5.1 引言
    5.2 涂層表面形貌
    5.3 NiAl涂層XRD物相分析
        5.3.1 NiAl涂層表面XRD物相分析
        5.3.2 NiAl涂層與Ni過渡層界面XRD物相分析
    5.4 涂層斷面形貌與組織分析
        5.4.1 涂層斷面形貌特征
        5.4.2 涂層斷面組織結構
    5.5 斷面涂層硬度的測量
    5.6 NiAl涂層形成機理
    5.7 連接界面形成機理
    5.8 本章小結
第6章 NiAl涂層耐鋁合金溶液熔損性能研究
    6.1 引言
    6.2 熔損后涂層表面XRD物相分析
    6.3 熔損后涂層斷面形貌及組織結構分析
        6.3.1 熔損后涂層斷面形貌特征
        6.3.2 熔損后涂層斷面組織結構
    6.4 熔損時間對擴散溶解層厚度的影響
    6.5 NiAl/Al液熔損界面形成機理
    6.6 NiAl涂層與5CrNiMo鋼基體耐Al液熔損性能對比
        6.6.1 初生相形核時間
        6.6.2 擴散溶解層的生長速度
    6.7 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目



本文編號：2982192