本文關(guān)鍵詞：等離子噴焊硬質(zhì)增強(qiáng)耐磨層組織與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：等離子噴焊作為一種表面強(qiáng)化與修復(fù)的新技術(shù),鑒于其能量集中、低熱輸入、低稀釋率、材料適用廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)表面工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),且原位/反應(yīng)等離子噴焊技術(shù)制備的硬質(zhì)增強(qiáng)耐磨層,整體力學(xué)性能優(yōu)異。本文以H13為基材,采用Ni60B為基體合金粉末,首先研究了純Ni60B噴焊層組織及熔池凝固特點(diǎn),結(jié)果表明:等離子噴焊層中依次生成CrB、Cr7C3、Cr23C6、(Cr,Fe)7C3、(Cr,Fe)23C6等硬質(zhì)相,以及保留有共晶組織形態(tài)的(γ-Ni+?1-Ni3Si)與Fe Ni3組成的基體相,由于焊接熔池中復(fù)雜的能量及成分起伏,析出順序可能交錯(cuò)。其次,通過(guò)等離子噴焊Ni60B+NiCr-Cr3C2混合粉末,系統(tǒng)研究了NiCr-Cr3C2添加量以及噴焊層數(shù)對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響,結(jié)果表明:噴焊層中新生成了Cr5B3、Cr3C2硬質(zhì)相,有效細(xì)化了噴焊層組織;NiCr-Cr3C2添加量為15%時(shí),噴焊層顯微硬度最高可達(dá)1000HV0.5以上,耐磨性約為純Ni60B噴焊層的6倍,但噴焊層組織均勻性相對(duì)較差,顯著影響了噴焊層整體力學(xué)性能的進(jìn)一步提高;噴焊層數(shù)越多,分層現(xiàn)象越復(fù)雜,組織均勻性越差,顯微硬度下降。通過(guò)原位等離子噴焊Ni60B+Ti(Cu)、Ni60B+Ti+Co60、Ni60B+Ti+Si混合粉末,分別原位生成了TiC、TiB2,TiC、TiB2、TiCo2,TiB2、TiC、TiSi2硬質(zhì)增強(qiáng)耐磨層,有效細(xì)化了噴焊層組織,其中TiB2為借螺型位錯(cuò)臺(tái)階式長(zhǎng)大。當(dāng)Ti添加量為6%時(shí),噴焊層顯微硬度可達(dá)800HV0.5以上,耐磨性約為純Ni60B噴焊層的2倍;加入適量的Cu可有效降低噴焊層氣孔率。當(dāng)Ti、Co60添加量均為9%時(shí),噴焊層顯微硬度可達(dá)900HV0.5以上,耐磨性約為純Ni60B噴焊層的4倍。當(dāng)Ti、Si添加量均為15%時(shí),噴焊層顯微硬度可達(dá)1000HV0.5以上,耐磨性約為純Ni60B噴焊層的6倍。通過(guò)反應(yīng)等離子噴焊Ni60B+Ti(+N2)混合粉末,氣-固或固-固反應(yīng)生成大量TiN、TiB2、TiC1-xNx、TiC新硬質(zhì)相,顯著提高了噴焊層整體力學(xué)性能,顯微硬度最高可達(dá)700HV0.5左右,耐磨性約為純Ni60B噴焊層的1.8倍。而直接添加TiN硬質(zhì)相的噴焊層,雖然新生成了大量TiN、TiC硬質(zhì)相,但隨著TiN添加量增加,噴焊層組織尺寸及氣孔率顯著增加,且均勻性變差,顯著影響了噴焊層整體力學(xué)性能的進(jìn)一步提高。
【關(guān)鍵詞】：等離子噴焊 固-固反應(yīng) 氣-固反應(yīng) 硬質(zhì)相 組織與性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 選題背景及意義12
• 1.2 模具失效形式及修復(fù)技術(shù)12-16
• 1.2.1 模具鋼分類及特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 模具失效形式13
• 1.2.3 模具表面修復(fù)技術(shù)13-16
• 1.3 等離子噴焊技術(shù)16-20
• 1.3.1 等離子噴焊原理16-17
• 1.3.2 等離子噴焊材料17-19
• 1.3.3 等離子噴焊特點(diǎn)19-20
• 1.4 耐磨層制備及強(qiáng)化機(jī)制20-25
• 1.4.1 磨損機(jī)制20-21
• 1.4.2 耐磨層制備21-24
• 1.4.3 金屬基復(fù)合材料耐磨層強(qiáng)化機(jī)制24-25
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 試驗(yàn)材料、方法及設(shè)備26-34
• 2.1 試驗(yàn)材料26-30
• 2.1.1 基體材料26-27
• 2.1.2 等離子噴焊合金粉末27-30
• 2.2 試驗(yàn)方法及設(shè)備30-34
• 2.2.1 試樣制備30-31
• 2.2.2 微觀組織分析31-32
• 2.2.3 力學(xué)性能測(cè)試32-34
• 第3章 等離子噴焊NiCr-Cr_3C_2增強(qiáng)鎳基耐磨層組織與性能34-50
• 3.1 等離子噴焊層硬質(zhì)相形成熱力學(xué)34-35
• 3.2 NiCr-Cr_3C_2添加量對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響35-46
• 3.2.1 等離子噴焊層宏觀形貌35-36
• 3.2.2 Ni60B等離子噴焊層微觀組織分析36-40
• 3.2.3 NiCr-Cr_3C_2添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響40-43
• 3.2.4 等離子噴焊層熱影響區(qū)組織分析43-44
• 3.2.5 NiCr-Cr_3C_2添加量對(duì)等離子噴焊層力學(xué)性能的影響44-46
• 3.3 噴焊層數(shù)對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響46-48
• 3.3.1 噴焊層數(shù)對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響46-48
• 3.3.2 噴焊層數(shù)對(duì)等離子噴焊層力學(xué)性能的影響48
• 本章小結(jié)48-50
• 第4章 原位等離子噴焊鈦化物增強(qiáng)鎳基耐磨層組織與性能50-78
• 4.1 Ti、Cu添加量對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響50-61
• 4.1.1 等離子噴焊層宏觀形貌50-51
• 4.1.2 Ti添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響51-56
• 4.1.3 Ti、Cu添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織及氣孔率的影響56-59
• 4.1.4 Ti、Cu添加量對(duì)等離子噴焊層力學(xué)性能的影響59-61
• 4.2 Ti、Co60添加量對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響61-68
• 4.2.1 等離子噴焊層宏觀形貌61
• 4.2.2 Ti、Co60添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響61-67
• 4.2.3 Ti、Co60添加量對(duì)等離子噴焊層力學(xué)性能的影響67-68
• 4.3 Ti、Si添加量對(duì)等離子噴焊層組織及性能的影響68-76
• 4.3.1 等離子噴焊層宏觀形貌68-69
• 4.3.2 Ti、Si添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響69-74
• 4.3.3 Ti、Si添加量對(duì)等離子噴焊層力學(xué)性能的影響74-76
• 本章小結(jié)76-78
• 第5章 直接添加與反應(yīng)等離子噴焊氮化鈦增強(qiáng)鎳基耐磨層組織與性能78-94
• 5.1 等離子噴焊層宏觀形貌78
• 5.2 TiN添加量對(duì)等離子噴焊層微觀組織的影響78-82
• 5.3 反應(yīng)等離子噴焊Ti N、TiC1-xNx增強(qiáng)耐磨層微觀組織分析82-90
• 5.3.1 噴焊層X(jué)RD分析82-83
• 5.3.2 界面區(qū)SEM形貌分析83-86
• 5.3.3 噴焊層SEM形貌分析86-89
• 5.3.4 噴焊層金相顯微組織分析89-90
• 5.4 等離子噴焊層力學(xué)性能分析90-93
• 本章小結(jié)93-94
• 第6章 結(jié)論94-96
• 參考文獻(xiàn)96-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果104
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目104-105
• 致謝105

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：341969