低碳鋼Q235具有很好的韌塑性和焊接性,應(yīng)用十分廣泛,但硬度和耐磨性很差。本文利用激光合金化在Q235鋼表面制備了結(jié)合強(qiáng)度高的Ni基Cr₃C₂粉末涂層,并研究了激光合金化的工藝參數(shù)、粉末配比和氣氛保護(hù)對(duì)合金層的影響,從而得到了表面性能和質(zhì)量均優(yōu)越的合金層,提高了基體的表面硬度和耐磨性。采用單道和多道激光合金化的方法,對(duì)合金層的表面形貌、顯微硬度等進(jìn)行了對(duì)比研究,結(jié)果表明,當(dāng)激光功率為2800W、掃描速度為240mm/min、預(yù)置層厚度為300μm、粉末比例（Ni60:NiCr-Cr₃C₂）為7:3、氬氣流量為15L/min、與水平面夾角為45°、噴嘴距熔池為20mm時(shí)得到的合金層表面質(zhì)量和性能達(dá)到最好。熔池的自由表面曲率隨氬氣流量和噴嘴與水平面夾角的增加而減小。采用金相顯微鏡等分別對(duì)多道合金層的顯微組織、元素和物相進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:Ni基Cr₃C₂粉末涂層主要由“十字型”等軸樹枝晶組成,也有少量的胞狀晶和柱狀樹枝晶,隨著NiCr-Cr₃

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 激光合金化的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 硬度和耐磨性的研究
        1.2.2 耐腐蝕性的研究
        1.2.3 工藝參數(shù)的研究
    1.3 氣體保護(hù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 焊接加工氣體保護(hù)的研究
        1.3.2 激光加工氣體保護(hù)的研究
    1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)材料
        2.2.1 基體材料
        2.2.2 合金粉末材料
    2.3 激光合金化層的制備
        2.3.1 激光合金化設(shè)備
        2.3.2 激光合金化層制備方法
    2.4 JMatPro軟件介紹
    2.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.6 激光合金化層顯微分析
        2.6.1 微觀組織分析
        2.6.2 成分和物相分析
    2.7 合金化試樣的性能測(cè)試方法與表征
        2.7.1 力學(xué)性能
        2.7.2 顯微硬度分析
        2.7.3 耐磨性分析
    2.8 本章小結(jié)
第3章 Ni基 Cr_3C_2 涂層的制備工藝與性能
    3.1 引言
    3.2 Ni基 Cr_3C_2 涂層工藝參數(shù)研究
        3.2.1單道控制變量實(shí)驗(yàn)
        3.2.2單道正交實(shí)驗(yàn)
    3.3 合金粉末的比例研究
        3.3.1 合金層的物相模擬
        3.3.2 顯微組織形貌
        3.3.3 顯微硬度的研究
        3.3.4 耐磨性的研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 氣氛保護(hù)對(duì)激光合金化的影響
    4.1 引言
    4.2 激光作用下的等離子體
        4.2.1 等離子體的產(chǎn)生
        4.2.2 等離子體對(duì)激光的反作用
    4.3 熔池的受力分析
        4.3.1 側(cè)吹氣體對(duì)熔池的作用
        4.3.2 液體金屬的自重對(duì)熔池表面的作用
        4.3.3 熔池自由表面曲率K
    4.4 氣氛保護(hù)的工藝研究
        4.4.1 保護(hù)氣體的位置
        4.4.2 氣體流量和角度的研究
    4.5 氬氣保護(hù)對(duì)顯微組織的影響
    4.6 氬氣保護(hù)對(duì)硬度的影響
    4.7 氬氣保護(hù)對(duì)拉伸性能的影響
    4.8 本章小結(jié)
第5章 Ni基 Cr_3C_2 涂層的強(qiáng)化機(jī)理和缺陷分析
    5.1 引言
    5.2 熔池溫度與合金層稀釋率的計(jì)算
        5.2.1 熔池溫度的計(jì)算
        5.2.2 合金層稀釋率的計(jì)算
    5.3 合金層的元素和物相分析
        5.3.1 合金層元素分析
        5.3.2 合金層的物相分析
    5.4 合金層的缺陷分析
        5.4.1 成分不均勻缺陷
        5.4.2 應(yīng)力集中缺陷
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3667646