本文采用高頻感應(yīng)加熱/自蔓延高溫合成技術(shù)（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(jì)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(jié)構(gòu)和物相組成,研究了涂層形成機(jī)理以及連接界面的形成機(jī)理,通過鋁合金溶液熔損實(shí)驗(yàn)研究了NiAl涂層耐鋁合金溶液的熔損性能,摸清了擴(kuò)散溶解層的組織結(jié)構(gòu)及擴(kuò)散溶解層厚度與時(shí)間的關(guān)系,分析了擴(kuò)散溶解層的形成機(jī)理,最后從理論上對NiAl涂層和5CrNiMo鋼的耐Al液的熔損性能進(jìn)行了對比分析。本文主要結(jié)論有:（1）NiAl的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能小于0,在298 K⁷00 K預(yù)熱溫度下,NiAl的絕熱溫度都是1912 K,達(dá)到NiAl的熔點(diǎn),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(yīng)加熱模擬電流為250A、保溫時(shí)間為60 s、保壓時(shí)間為120 s的工藝下,可以獲得致密的、結(jié)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(jié)構(gòu)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(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)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(jié)構(gòu)
    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(shù)
        1.4.1 SHS熔鑄涂層技術(shù)
        1.4.2 SHS氣相傳輸涂層技術(shù)
        1.4.3 SHS鑄滲涂層技術(shù)
        1.4.4 SHS燒結(jié)涂層技術(shù)
        1.4.5 SHS噴射沉積涂層技術(shù)
        1.4.6 SHS自反應(yīng)涂層技術(shù)
    1.5 利用自蔓延技術(shù)制備NiAl涂層研究進(jìn)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(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 NiAl金屬間化合物的吉布斯自由能的計(jì)算
    2.3 NiAl金屬間化合物的絕熱溫度計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)材料和研究方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料選擇
        3.2.1 基體選擇
        3.2.2 涂層粉體選擇
    3.3 實(shí)驗(yàn)過程
    3.4 涂層微觀結(jié)構(gòu)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(yīng)加熱平均熱功率的計(jì)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(yīng)加熱模擬電流大小的確定
    4.8 保溫時(shí)間的確定
    4.9 本章小結(jié)
第5章 NiAl涂層組織結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)
    5.5 斷面涂層硬度的測量
    5.6 NiAl涂層形成機(jī)理
    5.7 連接界面形成機(jī)理
    5.8 本章小結(jié)
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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)
    6.4 熔損時(shí)間對擴(kuò)散溶解層厚度的影響
    6.5 NiAl/Al液熔損界面形成機(jī)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(shí)間
        6.6.2 擴(kuò)散溶解層的生長速度
    6.7 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號：2982192