M2高速鋼等離子熔覆層的超固溶析出行為及紅硬性研究
發(fā)布時間:2021-01-27 17:28
M2高速鋼(W6Mo5Cr4V2)在高溫下也具有優(yōu)異的硬度和耐磨性,廣泛應用于刀具和其他應用領域,隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,對M2高速鋼的紅硬性和耐磨性有了更高要求,業(yè)界常以表面改性、合金化、熱處理和鍛造等手段來改善M2高速鋼的性能。本文采用等離子束熔覆技術在M2高速鋼表面制備NiCrCu和W6Mo5Cr4V2涂層,對不同工藝的熔覆層縱截面進行了硬度梯度測試、組織分析、XRD物相分析,對表層元素分布進行了EDS成分分析,并對熔覆層的耐磨性和耐蝕性進行了對比。結果表明:熔覆層與基材冶金結合,界面結合良好,無明顯氣孔和浮渣等缺陷,主要組織為等軸晶和樹枝晶,并且熔覆層合金元素含量明顯高于基材,大量合金元素在等離子作用下固溶于基材中,在快速冷卻下,形成合金元素含量遠高于基材的超固溶層,并在后續(xù)熱處理中,以大量彌散碳化物形式析出。NiCrCu涂層的熔覆層中主要包含F(xiàn)e-Ni,Cr3C2,W2C,Mo2C,WC,VC,Cu和(Cr,Fe)7C3等相,W2
【文章來源】:貴州大學貴州省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1.M2高速鋼的介紹
1.2.表面改性技術
1.2.1.激光熔覆
1.2.2.等離子熔覆
1.2.3.等離子束的形成
1.2.4.熔覆與合金化
1.2.5.等離子熔覆分類
1.3.等離子工藝參數(shù)影響
1.4.等離子熔覆合金粉末
1.4.1.鐵基合金
1.4.2.鎳基合金
1.4.3.鈷基合金
1.4.4.常用合金粉末的特點
1.5.等離子熔覆顆粒增強涂層
1.5.1.碳化物顆粒
1.5.2.氮化物顆粒
1.5.3.氧化物顆粒
1.6.等離子熔覆層質量調(diào)控方式
1.7.等離子熔覆的發(fā)展趨勢
1.8.選題的研究意義與目的
1.9.課題創(chuàng)新點
第二章 實驗材料與研究方法
2.1.實驗材料
2.2.研究方法
2.2.1.等離子熔覆
2.2.2.等離子熔覆工藝參數(shù)的選取
2.2.3.熔覆后熱處理
2.2.4.組織觀察與成分分析
2.2.5.表面力學性能測試
2.2.6.耐蝕性能測試
2.3.等離子熔覆工藝參數(shù)選取
2.3.1.等離子熔覆實驗設計
2.3.2.參數(shù)選取
2.3.3.實驗表
2.4.等離子熔覆層表面形貌
2.5.本章小結
第三章 M2 高速鋼熔覆Ni Cr Cu涂層研究
3.1.Ni Cr Cu熔覆層相組成
3.2.Ni Cr Cu熔覆層顯微硬度
3.3.Ni Cr Cu熔覆層顯微組織
3.4.熔覆功率為4.4 k W的 Ni Cr Cu熔覆層性能
3.4.1.硬度
3.4.2.耐磨性
3.4.3 耐蝕性
3.5.本章小結
第四章 M2 高速鋼熔覆W6Mo5Cr4V2 涂層研究
4.1.W6Mo5Cr4V2 涂層熔覆工藝參數(shù)
4.2.未經(jīng)過回火的W6Mo5Cr4V2 熔覆層硬度
4.3.高溫回火處理后熔覆層的硬度
4.3.1.添加SiC粉末對熔覆層的影響
4.3.2.含SiC熔覆層耐磨性測試
4.3.3.添加Al2O3 粉末對W6Mo5Cr4V2 熔覆層的影響
4.4.熔覆結束后W6Mo5Cr4V2 熔覆層組織研究
4.5.W6Mo5Cr4V2 熔覆層組織研究
4.6.熔覆層加工可行性探究
4.7 本章小結
第五章 結論
參考文獻
攻讀碩士期間學術活動及成果情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈰摻雜鎳基碳化鎢激光熔覆層的耐磨性能[J]. 陳川輝,陳彥,沈劍標,王文明. 金屬熱處理. 2019(12)
[2]等離子熔覆技術的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 時運,杜曉東,莊鵬程,王長劍,高萬東. 表面技術. 2019(12)
[3]CeO2對Ti811表面鈦基激光熔覆層微觀組織及性能的影響[J]. 侯曉云,莊懷風,柏明磊,王浩. 熱加工工藝. 2019(14)
[4]La2O3對激光熔覆Inconel718合金熔覆層的影響[J]. 李亞敏,韓錦瑋,范福杰. 熱加工工藝. 2019(10)
[5]等離子熔覆NiCr-Cr3C2復合涂層摩擦磨損性能的研究[J]. 何亞楠,宋強,孫康,趙玉橋,張雪,崔洪芝. 表面技術. 2019(03)
[6]TiB2+TiC含量對等離子熔覆Ni55基復合材料涂層顯微組織及耐磨性能的影響(英文)[J]. 張新杰,崔洪芝,王佳峰,張國松,趙玉橋,孫康. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(01)
[7]A New Approach for Refining Carbide Dimensions in M42 Super Hard High-speed Steel[J]. Xue-feng ZHOU,Wang-long ZHU,Hong-bing JIANG,Feng FANG,Yi-you TU,Jian-qing JIANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(08)
[8]Hot Deformation Behavior and Processing Map of Spray Formed M3∶ 2 High Speed Steel[J]. Lin LU,Long-gang HOU,Hua CUI,Jin-feng HUANG,Yong-an ZHANG,Ji-shan ZHANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(05)
[9]Increasing Solidification Rate of M2 High-Speed Steel Ingot by Fusible Metal Mold[J]. Yan-Liang Ji,Wei Zhang,Xiao-Yang Chen,Jian-Guo Li. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(04)
[10]熱處理對等離子熔覆鈷基涂層組織及性能的影響[J]. 戴軍,宋瑋琦,張杰,張堯成,楊莉. 熱加工工藝. 2015(22)
博士論文
[1]熱力作用下鈷基熔覆層表面/界面失效行為及機理研究[D]. 李洋.哈爾濱工程大學 2018
碩士論文
[1]42CrMoA鋼表面等離子熔覆TiC/Ni復合涂層的制備和性能研究[D]. 羅大衛(wèi).哈爾濱工程大學 2018
[2]TC4鈦合金表面等離子熔覆Ni基復合涂層組織研究[D]. 程晨.貴州大學 2018
[3]Fe90/WCP復合涂層組織與性能研究[D]. 劉海英.大連理工大學 2017
[4]高錳鋼上等離子熔覆鎳基合金數(shù)值模擬與組織性能分析[D]. 劉崗.廣東工業(yè)大學 2016
[5]高錳鋼表面等離子熔覆Fe-Cr-Ni合金涂層的組織與性能研究[D]. 楊宏歡.廣東工業(yè)大學 2016
[6]銅表面等離子熔覆Ni/Ni-Al金屬間化合物涂層制備及性能研究[D]. 狄鵬.東南大學 2015
[7]激光熔覆原位自生碳化物陶瓷增強鐵基表面復合材料的研究[D]. 陳瑩瑩.上海工程技術大學 2011
[8]激光光內(nèi)同軸送絲熔覆工藝研究[D]. 楊國家.蘇州大學 2008
本文編號:3003445
【文章來源】:貴州大學貴州省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1.M2高速鋼的介紹
1.2.表面改性技術
1.2.1.激光熔覆
1.2.2.等離子熔覆
1.2.3.等離子束的形成
1.2.4.熔覆與合金化
1.2.5.等離子熔覆分類
1.3.等離子工藝參數(shù)影響
1.4.等離子熔覆合金粉末
1.4.1.鐵基合金
1.4.2.鎳基合金
1.4.3.鈷基合金
1.4.4.常用合金粉末的特點
1.5.等離子熔覆顆粒增強涂層
1.5.1.碳化物顆粒
1.5.2.氮化物顆粒
1.5.3.氧化物顆粒
1.6.等離子熔覆層質量調(diào)控方式
1.7.等離子熔覆的發(fā)展趨勢
1.8.選題的研究意義與目的
1.9.課題創(chuàng)新點
第二章 實驗材料與研究方法
2.1.實驗材料
2.2.研究方法
2.2.1.等離子熔覆
2.2.2.等離子熔覆工藝參數(shù)的選取
2.2.3.熔覆后熱處理
2.2.4.組織觀察與成分分析
2.2.5.表面力學性能測試
2.2.6.耐蝕性能測試
2.3.等離子熔覆工藝參數(shù)選取
2.3.1.等離子熔覆實驗設計
2.3.2.參數(shù)選取
2.3.3.實驗表
2.4.等離子熔覆層表面形貌
2.5.本章小結
第三章 M2 高速鋼熔覆Ni Cr Cu涂層研究
3.1.Ni Cr Cu熔覆層相組成
3.2.Ni Cr Cu熔覆層顯微硬度
3.3.Ni Cr Cu熔覆層顯微組織
3.4.熔覆功率為4.4 k W的 Ni Cr Cu熔覆層性能
3.4.1.硬度
3.4.2.耐磨性
3.4.3 耐蝕性
3.5.本章小結
第四章 M2 高速鋼熔覆W6Mo5Cr4V2 涂層研究
4.1.W6Mo5Cr4V2 涂層熔覆工藝參數(shù)
4.2.未經(jīng)過回火的W6Mo5Cr4V2 熔覆層硬度
4.3.高溫回火處理后熔覆層的硬度
4.3.1.添加SiC粉末對熔覆層的影響
4.3.2.含SiC熔覆層耐磨性測試
4.3.3.添加Al2O3 粉末對W6Mo5Cr4V2 熔覆層的影響
4.4.熔覆結束后W6Mo5Cr4V2 熔覆層組織研究
4.5.W6Mo5Cr4V2 熔覆層組織研究
4.6.熔覆層加工可行性探究
4.7 本章小結
第五章 結論
參考文獻
攻讀碩士期間學術活動及成果情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈰摻雜鎳基碳化鎢激光熔覆層的耐磨性能[J]. 陳川輝,陳彥,沈劍標,王文明. 金屬熱處理. 2019(12)
[2]等離子熔覆技術的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 時運,杜曉東,莊鵬程,王長劍,高萬東. 表面技術. 2019(12)
[3]CeO2對Ti811表面鈦基激光熔覆層微觀組織及性能的影響[J]. 侯曉云,莊懷風,柏明磊,王浩. 熱加工工藝. 2019(14)
[4]La2O3對激光熔覆Inconel718合金熔覆層的影響[J]. 李亞敏,韓錦瑋,范福杰. 熱加工工藝. 2019(10)
[5]等離子熔覆NiCr-Cr3C2復合涂層摩擦磨損性能的研究[J]. 何亞楠,宋強,孫康,趙玉橋,張雪,崔洪芝. 表面技術. 2019(03)
[6]TiB2+TiC含量對等離子熔覆Ni55基復合材料涂層顯微組織及耐磨性能的影響(英文)[J]. 張新杰,崔洪芝,王佳峰,張國松,趙玉橋,孫康. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(01)
[7]A New Approach for Refining Carbide Dimensions in M42 Super Hard High-speed Steel[J]. Xue-feng ZHOU,Wang-long ZHU,Hong-bing JIANG,Feng FANG,Yi-you TU,Jian-qing JIANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(08)
[8]Hot Deformation Behavior and Processing Map of Spray Formed M3∶ 2 High Speed Steel[J]. Lin LU,Long-gang HOU,Hua CUI,Jin-feng HUANG,Yong-an ZHANG,Ji-shan ZHANG. Journal of Iron and Steel Research(International). 2016(05)
[9]Increasing Solidification Rate of M2 High-Speed Steel Ingot by Fusible Metal Mold[J]. Yan-Liang Ji,Wei Zhang,Xiao-Yang Chen,Jian-Guo Li. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(04)
[10]熱處理對等離子熔覆鈷基涂層組織及性能的影響[J]. 戴軍,宋瑋琦,張杰,張堯成,楊莉. 熱加工工藝. 2015(22)
博士論文
[1]熱力作用下鈷基熔覆層表面/界面失效行為及機理研究[D]. 李洋.哈爾濱工程大學 2018
碩士論文
[1]42CrMoA鋼表面等離子熔覆TiC/Ni復合涂層的制備和性能研究[D]. 羅大衛(wèi).哈爾濱工程大學 2018
[2]TC4鈦合金表面等離子熔覆Ni基復合涂層組織研究[D]. 程晨.貴州大學 2018
[3]Fe90/WCP復合涂層組織與性能研究[D]. 劉海英.大連理工大學 2017
[4]高錳鋼上等離子熔覆鎳基合金數(shù)值模擬與組織性能分析[D]. 劉崗.廣東工業(yè)大學 2016
[5]高錳鋼表面等離子熔覆Fe-Cr-Ni合金涂層的組織與性能研究[D]. 楊宏歡.廣東工業(yè)大學 2016
[6]銅表面等離子熔覆Ni/Ni-Al金屬間化合物涂層制備及性能研究[D]. 狄鵬.東南大學 2015
[7]激光熔覆原位自生碳化物陶瓷增強鐵基表面復合材料的研究[D]. 陳瑩瑩.上海工程技術大學 2011
[8]激光光內(nèi)同軸送絲熔覆工藝研究[D]. 楊國家.蘇州大學 2008
本文編號:3003445
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