本文關(guān)鍵詞：稀土對鈦合金化不銹鋼表面制備雙層涂層電化學(xué)及力學(xué)性能的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：奧氏體不銹鋼以其良好的耐高溫性、抗氧化性能及機械加工性能在石油、化工、化學(xué)、醫(yī)藥、食品等現(xiàn)代工業(yè)社會的各個領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于腐蝕介質(zhì)的影響,在一些惡劣環(huán)境中,不銹鋼基體暴露于鹽溶液,特別是在含有Cl-的溶液中容易發(fā)生各種類型的腐蝕。同時,不銹鋼由于磨損性能較差,在實際應(yīng)用中會由于表面磨損造成材料的損失,以致造成不銹鋼結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)性能以及耐腐蝕性能降低。因此,針對奧氏體不銹鋼的腐蝕磨損防護成為近年來國內(nèi)外研究者的研究重點。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中,人們期望采用一種簡便、經(jīng)濟的方法來有效提高不銹鋼的耐腐蝕磨損性能。本研究采用的固體粉末包埋法是一種原位化學(xué)氣相沉積技術(shù),具有成本低、易操作等優(yōu)點。通過兩步固體粉末包埋法在304不銹鋼表面制備鉻/鈦雙層涂層,為改善外層鉻涂層的性能,在滲鉻涂層中加入不同稀土元素(RE),形成稀土元素改性鉻/鈦(RE-Cr/Ti)雙層涂層,期望通過表面改性來提高304不銹鋼表面的耐腐蝕磨損性能。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線能譜(EDS)等手段對基體和滲層表面以及斷面進行表征。結(jié)果顯示添加不同稀土元素都能在滲鈦不銹鋼表面形成一層致密、連續(xù)的稀土改性滲鉻涂層,涂層平均厚度為20μm到30μm,稀土改性滲鉻涂層與滲鈦涂層之間通過互擴散作用緊密結(jié)合。RE-Cr/Ti改性雙層涂層在電化學(xué)測試中表現(xiàn)出比基體材料304不銹鋼以及單層滲Ti涂層更高的耐腐蝕性能。極化曲線以及阻抗譜曲線結(jié)果表明,RE-Cr/Ti改性雙層涂層具有更高的自腐蝕電位(E_(corr)),同時具有更低的腐蝕電流密度(I_(corr)),有效抵抗了溶液中Cl-的侵蝕,提高了基體腐蝕抗性。并且添加不同稀土改性涂層表現(xiàn)出不同的特點。通過SEM觀察對比304不銹鋼基體、滲Ti涂層以及RE-Cr/Ti雙層涂層在磨損測試中的磨痕形貌,研究其磨損機理,結(jié)果顯示,RE-Cr/Ti雙層涂層的存在使試樣表面發(fā)生了粘著磨損,磨痕深度以及寬度明顯減小,顯著提高了基體的耐磨損性。采用納米壓痕儀對試樣進行了力學(xué)性能測試,結(jié)果表明,RE-Cr/Ti雙層涂層具有更低的彈性模量和硬度,在外加載荷影響下,具有更大的彈性恢復(fù)能力,這為磨損實驗中涂層試樣表面彈性粘著磨損的發(fā)生提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼 稀土元素 雙層涂層 電化學(xué)腐蝕與磨損性能 力學(xué)性能 固體包埋法
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 不銹鋼材料概述10-17
• 1.1.1 不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域10-12
• 1.1.2 不銹鋼存在的問題12-14
• 1.1.3 不銹鋼的防護方法14-17
• 1.2 固體粉末包埋法17-19
• 1.2.1 固體粉末包埋法介紹17-18
• 1.2.2 固體粉末包埋法應(yīng)用18-19
• 1.3 稀土元素19-20
• 1.3.1 稀土元素介紹19-20
• 1.3.2 稀土元素的應(yīng)用20
• 1.4 本文工作20-24
• 1.4.1 本文的思路20-22
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容22-24
• 第二章 雙層涂層的制備及表征24-36
• 2.1 本章工作24
• 2.2 涂層制備實驗24-28
• 2.2.1 實驗儀器設(shè)備24-25
• 2.2.2 試劑25-26
• 2.2.3 包埋反應(yīng)實驗裝置26
• 2.2.4 涂層制備26-27
• 2.2.5 表征及測試27-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-34
• 2.3.1 表面微觀結(jié)構(gòu)28-30
• 2.3.2 XRD表征30-31
• 2.3.3 截面分析31-33
• 2.3.4 涂層生長模型33-34
• 2.4 結(jié)論34-36
• 第三章 雙層涂層力學(xué)性能研究36-46
• 3.1 引言36-38
• 3.2 實驗部分38-40
• 3.2.1 實驗儀器38-39
• 3.2.2 實驗過程39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-43
• 3.3.1 彈性模量40-42
• 3.3.2 載荷-位移曲線42-43
• 3.4 結(jié)論43-46
• 第四章 雙層涂層電化學(xué)性能研究46-62
• 4.1 引言46-48
• 4.2 實驗部分48-49
• 4.2.1 實驗儀器及材料48
• 4.2.2 實驗過程48-49
• 4.2.3 試樣腐蝕后表面形貌表征49
• 4.3 結(jié)果與討論49-58
• 4.3.1 開路曲線49-50
• 4.3.2 極化曲線50-54
• 4.3.3 阻抗譜曲線54-58
• 4.4 腐蝕后表面形貌58-60
• 4.5 結(jié)論60-62
• 第五章 雙層涂層磨損性能研究62-70
• 5.1 引言62
• 5.2 實驗部分62-64
• 5.2.1 實驗儀器及材料62-63
• 5.2.2 實驗過程63
• 5.2.3 磨痕形貌表征63-64
• 5.3 結(jié)果與討論64-67
• 5.3.1 摩擦系數(shù)64-65
• 5.3.2 磨痕形貌65-67
• 5.4 結(jié)論67-70
• 第六章 全文總結(jié)與展望70-74
• 6.1 全文總結(jié)70-71
• 6.2 工作展望71-74
• 參考文獻74-84
• 致謝84-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄86

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