基于機(jī)械合金化CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層激光熔覆研究
發(fā)布時間:2021-10-30 13:16
高速列車制動材料面臨瞬間高溫、重載化以及高速化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),現(xiàn)有的鐵基材料無法滿足現(xiàn)代載運(yùn)工具的要求,采用表面工程技術(shù)有望解決該問題。本文以機(jī)械合金化混合復(fù)合粉末,通過激光熔覆制備了CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層,研究了機(jī)械合金化工藝參數(shù)對復(fù)合粉末中碳納米管分散以及保護(hù)機(jī)理;利用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了鎳基高溫合金的成分配比;探索了激光工藝參數(shù)對復(fù)合涂層的組織與性能的影響規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:(1)CNTs/SiC/Ni基復(fù)合粉末通過機(jī)械合金化分散均勻,其中碳納米管主要鑲嵌于鎳球表面的軟化層中,并與粉末一起形成致密的保護(hù)膜,保證了碳納米管在復(fù)合涂層中的完整性。(2)當(dāng)Al的量為1.6g,Co的含量為0.4g,Cr的含量為18.5g,Ti的含量為0.6g,Mo的含量為4g時,復(fù)合涂層的硬度最高,磨損量最少,粉末配比最優(yōu)。隨著冷卻速度的增大,Laves相析出大幅度地減小,其中Mo元素主要偏聚于Laves相中,Ti、Al元素是沉淀強(qiáng)化相的主要組成元素。(3)激光熔覆制備出了無氣孔、性能優(yōu)異的CNTs/SiC/Ni基高溫合金復(fù)合涂層材料。當(dāng)激光功率為900W,掃描速度為360mm/min時,CNTs/...
【文章來源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究意義及背景
1.2 激光熔覆技術(shù)
1.2.1 激光熔覆的技術(shù)特點(diǎn)
1.2.2 激光熔覆的特征
1.3 機(jī)械合金化
1.4 碳納米管
1.4.1 碳納米管的特性和應(yīng)用
1.5 鎳基高溫合金
1.5.1 鎳基高溫合金強(qiáng)化類型
1.5.2 鎳基高溫合金中的相
1.5.3 鎳基高溫合金元素的作用
1.6 本文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 基板選材
2.1.2 激光熔覆材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 復(fù)合粉末的制備
2.2.2 正交實(shí)驗(yàn)
2.2.3 激光熔覆
2.3 涂層的表征方式
2.3.1 涂層微觀組織表征
2.3.2 復(fù)合涂層相的表征
2.3.3 熔覆層的顯微硬度表征
2.3.4 熔覆層的耐磨性能表征
2.4 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合涂層的組織
3.1 激光熔覆鎳基復(fù)合涂層的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計
3.1.1 熔覆層宏觀結(jié)構(gòu)
3.1.2 硬度評價
3.1.3 耐磨性評價
3.1.4 鎳基高溫合金微觀結(jié)構(gòu)分析
3.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs-SiC/Ni復(fù)合涂層的影響
3.2.1 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合粉末微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.2.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.2.3 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合涂層微觀組織的影響
3.3 激光工藝參數(shù)對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層的影響
3.3.1 CNTs/SiC/Ni基復(fù)合粉末的前期制備
3.3.2 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.3.3 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.3.4 CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織形成機(jī)理
3.3.5 激光熔覆單道單層的晶粒取向與三維結(jié)構(gòu)
3.3.6 激光熔覆單道多層的顯微組織與三維結(jié)構(gòu)
3.3.7 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織的影響
3.3.8 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織的影響
3.4 碳納米管的分布與涂層的能譜分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合涂層的性能
4.1 引言
4.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層性能的影響
4.2.1 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層硬度的影響
4.2.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層耐磨性能的影響
4.3 激光工藝參數(shù)對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層性能的影響
4.3.1 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微硬度的影響
4.3.2 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微硬度的影響
4.3.3 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層摩擦性能的影響
4.3.4 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層摩擦性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論與展望
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
個人簡歷在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光增材制造鎳基高溫合金研究進(jìn)展[J]. 吳楷,張敬霖,吳濱,譚敏,馮海波,張建福. 鋼鐵研究學(xué)報. 2017(12)
[2]原位生成WC/TaC復(fù)合激光熔覆層組織研究(英文)[J]. 雍耀維,傅衛(wèi),張翔,鄧琦林,楊建國. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[3]功率對激光熔覆Ni基WC涂層組織與硬度的影響[J]. 王開明,雷永平,符寒光,楊勇維,魏世忠,李慶棠,蘇振清. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[4]晶界氧化對GH4738高溫合金疲勞裂紋擴(kuò)展的作用[J]. 徐超,佴啟亮,姚志浩,江河,董建新. 金屬學(xué)報. 2017(11)
[5]C/C復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度與針刺成型參數(shù)相關(guān)性研究[J]. 鄭金煌,李賀軍,崔紅,王毅,鄧海亮,殷忠義,姚冬梅,蘇紅. 無機(jī)材料學(xué)報. 2017(11)
[6]高溫合金材料在汽輪機(jī)高溫部件上的應(yīng)用[J]. 彭建強(qiáng). 東方汽輪機(jī). 2017(03)
[7]激光熔覆FeCrNiCoMnBx高熵合金涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能[J]. 張沖,吳炳乾,王乾廷,陳鼎寧,戴品強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2017(09)
[8]碳納米管/碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 李娜,路鵬程,王志平. 功能材料. 2017(07)
[9]合金元素對鎳基粉末高溫合金FGH97的強(qiáng)化作用[J]. 譚黎明,賈建,張義文. 稀有金屬材料與工程. 2017(06)
[10]激光熔覆多主元高熵合金涂層的研究進(jìn)展[J]. 張世一,王勇,韓彬,楊濤,李美艷. 材料導(dǎo)報. 2017(S1)
博士論文
[1]激光熔覆INCONEL 718合金涂層的成分偏聚與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 張堯成.上海交通大學(xué) 2013
[2]Co、Zr、Cu在K4169合金中作用的研究[D]. 李亞敏.蘭州理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]激光熔覆碳納米管增強(qiáng)Ni基復(fù)合涂層研究[D]. 蔡昕.華東交通大學(xué) 2017
[2]高速列車制動盤激光熔覆工藝及性能研究[D]. 馬元明.西南交通大學(xué) 2017
[3]低裂紋敏感性高可靠激光熔覆Ni基復(fù)合粉末設(shè)計及其性能研究[D]. 李昊真.青島理工大學(xué) 2016
[4]納米顆粒對Ni基復(fù)合鍍滲層的腐蝕磨損性能影響的研究[D]. 卓城之.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]熱處理對K445高溫合金組織及性能的影響[D]. 謝文江.西安理工大學(xué) 2007
[6]類K445鎳基合金的制備及組織與性能研究[D]. 趙永芹.西安理工大學(xué) 2007
本文編號:3466797
【文章來源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究意義及背景
1.2 激光熔覆技術(shù)
1.2.1 激光熔覆的技術(shù)特點(diǎn)
1.2.2 激光熔覆的特征
1.3 機(jī)械合金化
1.4 碳納米管
1.4.1 碳納米管的特性和應(yīng)用
1.5 鎳基高溫合金
1.5.1 鎳基高溫合金強(qiáng)化類型
1.5.2 鎳基高溫合金中的相
1.5.3 鎳基高溫合金元素的作用
1.6 本文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 基板選材
2.1.2 激光熔覆材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 復(fù)合粉末的制備
2.2.2 正交實(shí)驗(yàn)
2.2.3 激光熔覆
2.3 涂層的表征方式
2.3.1 涂層微觀組織表征
2.3.2 復(fù)合涂層相的表征
2.3.3 熔覆層的顯微硬度表征
2.3.4 熔覆層的耐磨性能表征
2.4 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合涂層的組織
3.1 激光熔覆鎳基復(fù)合涂層的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計
3.1.1 熔覆層宏觀結(jié)構(gòu)
3.1.2 硬度評價
3.1.3 耐磨性評價
3.1.4 鎳基高溫合金微觀結(jié)構(gòu)分析
3.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs-SiC/Ni復(fù)合涂層的影響
3.2.1 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合粉末微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.2.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.2.3 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對復(fù)合涂層微觀組織的影響
3.3 激光工藝參數(shù)對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層的影響
3.3.1 CNTs/SiC/Ni基復(fù)合粉末的前期制備
3.3.2 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.3.3 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層宏觀形貌的影響
3.3.4 CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織形成機(jī)理
3.3.5 激光熔覆單道單層的晶粒取向與三維結(jié)構(gòu)
3.3.6 激光熔覆單道多層的顯微組織與三維結(jié)構(gòu)
3.3.7 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織的影響
3.3.8 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微組織的影響
3.4 碳納米管的分布與涂層的能譜分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合涂層的性能
4.1 引言
4.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層性能的影響
4.2.1 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層硬度的影響
4.2.2 機(jī)械合金化轉(zhuǎn)速對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層耐磨性能的影響
4.3 激光工藝參數(shù)對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層性能的影響
4.3.1 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微硬度的影響
4.3.2 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層顯微硬度的影響
4.3.3 激光功率對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層摩擦性能的影響
4.3.4 掃描速度對CNTs/SiC/Ni基復(fù)合涂層摩擦性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論與展望
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
個人簡歷在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光增材制造鎳基高溫合金研究進(jìn)展[J]. 吳楷,張敬霖,吳濱,譚敏,馮海波,張建福. 鋼鐵研究學(xué)報. 2017(12)
[2]原位生成WC/TaC復(fù)合激光熔覆層組織研究(英文)[J]. 雍耀維,傅衛(wèi),張翔,鄧琦林,楊建國. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[3]功率對激光熔覆Ni基WC涂層組織與硬度的影響[J]. 王開明,雷永平,符寒光,楊勇維,魏世忠,李慶棠,蘇振清. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[4]晶界氧化對GH4738高溫合金疲勞裂紋擴(kuò)展的作用[J]. 徐超,佴啟亮,姚志浩,江河,董建新. 金屬學(xué)報. 2017(11)
[5]C/C復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度與針刺成型參數(shù)相關(guān)性研究[J]. 鄭金煌,李賀軍,崔紅,王毅,鄧海亮,殷忠義,姚冬梅,蘇紅. 無機(jī)材料學(xué)報. 2017(11)
[6]高溫合金材料在汽輪機(jī)高溫部件上的應(yīng)用[J]. 彭建強(qiáng). 東方汽輪機(jī). 2017(03)
[7]激光熔覆FeCrNiCoMnBx高熵合金涂層的組織結(jié)構(gòu)與性能[J]. 張沖,吳炳乾,王乾廷,陳鼎寧,戴品強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2017(09)
[8]碳納米管/碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 李娜,路鵬程,王志平. 功能材料. 2017(07)
[9]合金元素對鎳基粉末高溫合金FGH97的強(qiáng)化作用[J]. 譚黎明,賈建,張義文. 稀有金屬材料與工程. 2017(06)
[10]激光熔覆多主元高熵合金涂層的研究進(jìn)展[J]. 張世一,王勇,韓彬,楊濤,李美艷. 材料導(dǎo)報. 2017(S1)
博士論文
[1]激光熔覆INCONEL 718合金涂層的成分偏聚與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 張堯成.上海交通大學(xué) 2013
[2]Co、Zr、Cu在K4169合金中作用的研究[D]. 李亞敏.蘭州理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]激光熔覆碳納米管增強(qiáng)Ni基復(fù)合涂層研究[D]. 蔡昕.華東交通大學(xué) 2017
[2]高速列車制動盤激光熔覆工藝及性能研究[D]. 馬元明.西南交通大學(xué) 2017
[3]低裂紋敏感性高可靠激光熔覆Ni基復(fù)合粉末設(shè)計及其性能研究[D]. 李昊真.青島理工大學(xué) 2016
[4]納米顆粒對Ni基復(fù)合鍍滲層的腐蝕磨損性能影響的研究[D]. 卓城之.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]熱處理對K445高溫合金組織及性能的影響[D]. 謝文江.西安理工大學(xué) 2007
[6]類K445鎳基合金的制備及組織與性能研究[D]. 趙永芹.西安理工大學(xué) 2007
本文編號:3466797
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3466797.html
最近更新
教材專著