近年來(lái)Ti-Al系金屬間化合物由于具有低密度、高比強(qiáng)度以及良好的高溫性能等優(yōu)點(diǎn),是潛在的航天材料,擁有可觀的發(fā)展前景。但由于TiAl本身的室溫脆性,對(duì)于Ti-Al系金屬間化合物的研究多偏向于合金材料的制備,涂層方面并不多見(jiàn)。本文采用感應(yīng)輔助自蔓延高溫合成技術(shù),在5CrNiMo鋼表面制備了Ti-Al系金屬間化合物雙相涂層。對(duì)涂層進(jìn)行了相關(guān)的熱力學(xué)計(jì)算,并對(duì)壓坯-基體的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了模擬。利用SEM等檢測(cè)技術(shù)分析了涂層的組成結(jié)構(gòu),最后對(duì)涂層的抗氧化性能和抗Al熔損性能進(jìn)行了探究。本文得出的主要結(jié)論如下:（1）TiAl和TiAl₃的反應(yīng)吉布斯自由能在300-1400 K的溫度范圍下都是小于0的,且TiAl₃的反應(yīng)吉布斯自由能更小,因此TiAl₃更易生成。TiAl化合物的理論絕熱溫度為1518 K,當(dāng)預(yù)熱溫度為605 K時(shí),自蔓延反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行。隨著預(yù)熱溫度的升高,TiAl化合物的理論絕熱溫度先升高至TiAl熔點(diǎn)1733 K,因TiAl熔化吸熱,在TiAl完全熔化前,絕熱溫度不會(huì)繼續(xù)上升,故而出現(xiàn)平臺(tái)。在TiAl完全熔化后,T... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 金屬間化合物概述
        1.2.1 金屬間化合物的發(fā)展歷程
        1.2.2 金屬間化合物的分類(lèi)
    1.3 Ti-Al系金屬間化合物涂層的發(fā)展概況
        1.3.1 金屬間化合物涂層的制備方法
        1.3.2 Ti-Al系金屬間化合物涂層的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 自蔓延高溫合成技術(shù)（SHS）
        1.4.1 自蔓延高溫合成簡(jiǎn)介及發(fā)展概述
        1.4.2 自蔓延高溫合成熱力學(xué)條件
    1.5 研究目標(biāo)及內(nèi)容
第2章 Ti-Al系金屬間化合物涂層制備的熱力學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 Ti-Al體系標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)吉布斯自由能的計(jì)算
    2.3 Ti-Al體系金屬間化合物絕熱溫度的計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料的選擇
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 技術(shù)路線(xiàn)
        3.3.2 涂層的制備方法
    3.4 涂層形貌組織、微觀結(jié)構(gòu)和性能的檢測(cè)
        3.4.1 涂層硬度的測(cè)定
        3.4.2 涂層表面物相分析
        3.4.3 涂層微觀形貌和組織的分析
        3.4.4 涂層的抗氧化性能分析
        3.4.5 涂層的熔損性能分析
第4章 基于 Deform 軟件和正交試驗(yàn)對(duì)感應(yīng)加熱過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬并分析優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 Deform軟件介紹
        4.2.1 Deform軟件特點(diǎn)
        4.2.2 Deform模擬步驟
    4.3 感應(yīng)加熱模擬
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.3 參數(shù)的設(shè)定
    4.4 溫度場(chǎng)模擬分析
    4.5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Ti-Al系金屬間化合物涂層組織結(jié)構(gòu)研究
    5.1 引言
    5.2 Ti-Al系金屬間化合物涂層的組織結(jié)構(gòu)分析
        5.2.1 不同Ti、Al比例所制備的涂層的斷面形貌與組織分析
        5.2.2 不同Ti、Al比例所制備的涂層的XRD物相分析
        5.2.3 Ti、Al比例1:1的Ti-Al涂層表面形貌與組織分析
        5.2.4 Ti、Al比例1:1的Ti-Al涂層截面形貌與組織分析
    5.3 涂層硬度測(cè)量
    5.4 本章小結(jié)
第6章 Ti-Al系金屬間化合物涂層性能研究
    6.1 引言
    6.2 Ti-Al涂層抗氧化性能分析
        6.2.1 不同比例所制備涂層的氧化層宏觀形貌及物相分析
        6.2.2 不同比例所制備涂層的氧化增重曲線(xiàn)
        6.2.3 Ti:Al=1:1所制備涂層的氧化層微觀組織及形成過(guò)程
        6.2.4 氧化膜形成過(guò)程機(jī)理分析
    6.3 Ti-Al涂層耐鋁合金溶液熔損性能分析
        6.3.1 熔損后的Ti-Al涂層表面XRD分析
        6.3.2 熔損后涂層斷面的微觀形貌組織分析
        6.3.3 擴(kuò)散溶解區(qū)厚度與時(shí)間的關(guān)系
        6.3.4 熔損過(guò)程機(jī)理分析
    6.4 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)表的學(xué)術(shù)成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3066128