碳化鈮（NbC）增強(qiáng)Fe基復(fù)合涂層具有較高的硬度,優(yōu)異的耐磨性和較好的韌性,常被用于強(qiáng)化及修復(fù)Fe基零部件表面。然而,隨著對Fe基零件的使用壽命要求越來越高,對其涂層的耐磨性也提出了更高的要求。NbC增強(qiáng)Fe基涂層存在的主要問題在于NbC與Fe基體的結(jié)合性較差。通過添加合金元素使涂層中生成（Nb,M）C復(fù)合碳化物的方法可以改變NbC碳化物的上述特性。本文采用堆焊的方法制備了不同C、Ti及V含量的NbC增強(qiáng)Fe基復(fù)合涂層。對涂層硬度及耐磨性進(jìn)行測定,對（Nb,M）C碳化物的分布及形態(tài)變化進(jìn)行了分析。通過理論計算對（Nb,M）C碳化物的硬度以及其與Fe基體的結(jié)合性進(jìn)行了研究,從化學(xué)鍵的角度對其性能提高機(jī)理進(jìn)行分析。最后,從優(yōu)化NbC碳化物形態(tài)的角度,對MgAl₂O₄作為NbC異質(zhì)形核核心的有效性進(jìn)行了分析。隨著C含量的增加,涂層中基體和MC碳化物XRD衍射峰出現(xiàn)了左移。涂層中MC碳化物由分布在晶界處的網(wǎng)狀碳化物向短棒狀共晶碳化物和粒狀初生碳化物變化。當(dāng)C含量為1.41 wt.%時,涂層硬度最高。在涂層中觀察到了片狀M₇C

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

堆焊過程示意圖及堆焊涂層圖

第2章實(shí)驗(yàn)材料與方法-17-機(jī)里進(jìn)行清洗，將清洗后的試樣吹干并進(jìn)行稱重，為保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，每組涂層切取6個試樣同時進(jìn)行測試，然后取6個試樣平均值作為磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖2-2砂帶摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)示意圖Fig.2-2Weartestingmachineschematic2.3理論計算方法2.3.1相圖計算采用Thermo-Calc熱力學(xué)軟件對堆焊涂層平衡相圖以及相含量隨溫度變化曲線進(jìn)行計算，分析不同元素含量對涂層中碳化物析出行為的影響，根據(jù)計算結(jié)果對碳化物形狀變化進(jìn)行分析。Thermo-Calc熱力學(xué)軟件的計算基于CALPHAD方法，將涂層成分輸入軟件，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來輸出相圖，本文選用數(shù)據(jù)較全的TCFE7數(shù)據(jù)庫。2.3.2第一性原理計算軟件及參數(shù)本文的第一性原理計算均通過嵌入MaterialStudio平臺的CASTEP（CambridgeSequentialTotalEnergyPackage）模塊實(shí)現(xiàn)。與其它第一性原理計算軟件相比，MaterailStudio平臺中的visualizer模塊可以非常方便地進(jìn)行建模。使用CASTEP模塊對建好的模型進(jìn)行計算，計算結(jié)束后可以用visualizer模塊對計算結(jié)果進(jìn)行處理。所有的計算過程均能在MaterialStudio環(huán)境中完成，這使得整個計算過程高效和方便。CASTEP是一個基于平面波贗勢法的密度泛函理論計算軟件，通過超軟贗勢(Ultrasoftpseudo-potential)描述離子實(shí)與價電子之間的相互作用。選取廣義梯度近似GGA-PBE

燕山大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-20-圖3-1不同C含量涂層XRD結(jié)果Fig.3-1XRDresultsofcoatings圖3-2不同C含量涂層SEM形貌圖Fig.3-2SEMmicrostructureofcoatingswithdifferentCcontents(a)C-1;(b)C-2;(c)C-3;(d)C-4

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3440260