馬氏體不銹鋼因其具有優(yōu)良的力學(xué)性能、較好的耐磨性以及抗腐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,如齒輪和軸承等結(jié)構(gòu)件、汽車組件、熱作模具、水輪機(jī)葉片、石油和天然氣閥門以及切削工具醫(yī)療器械等。然而在石油、化工電氣、船舶、海洋工程等摩擦腐蝕環(huán)境下使用時(shí),馬氏體不銹鋼的表面性能仍會(huì)受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本課題采用雙輝等離子表面冶金技術(shù)(雙輝技術(shù))在4Cr13馬氏體不銹鋼表面先制備Ta過渡層,再通入H2和TMS(Si(CH3)4)作為反應(yīng)氣體合成SiC層,最終在4Cr13馬氏體不銹鋼表面制備出SiC/Ta復(fù)合涂層。本文分析了TMS濃度和SiC合成溫度對SiC/Ta復(fù)合涂層組織、成分及結(jié)構(gòu)的影響,研究了SiC/Ta復(fù)合涂層的硬度、結(jié)合性能、耐磨性能和耐蝕性能,并研究了不同TMS濃度和不同SiC合成溫度制備的SiC/Ta復(fù)合涂層的磨損機(jī)理及腐蝕機(jī)理。研究結(jié)果表明:(1)通過雙輝等離子滲Ta和合成SiC復(fù)合處理,在4Cr13馬氏體不銹鋼表面制備SiC/Ta復(fù)合涂層,涂層厚4.5-6μm,SiC層、Ta過渡層以及4Cr13基體間以擴(kuò)散連接。隨著TMS濃度增加,SiC層與Ta過渡層間逐漸出現(xiàn)縫隙、孔洞等缺陷;隨著SiC合...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 馬氏體不銹鋼簡介
    1.2 馬氏體不銹鋼表面處理技術(shù)
        1.2.1 熱噴涂
        1.2.2 電鍍和化學(xué)鍍
        1.2.3 氣相沉積技術(shù)
        1.2.4 表面改性技術(shù)
    1.3 鋼基SiC涂層的研究進(jìn)展
        1.3.1 SiC涂層的特點(diǎn)
        1.3.2 鋼基SiC涂層的應(yīng)用進(jìn)展
    1.4 雙輝等離子表面冶金技術(shù)
    1.5 過渡層材料的選擇
    1.6 研究課題的提出
        1.6.1 課題可行性分析
        1.6.2 課題主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 涂層的制備裝置
    2.2 涂層的制備參數(shù)
    2.3 涂層的表征方法
第三章 SiC/Ta復(fù)合涂層的表征
    3.1 TMS濃度對SiC/Ta復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.1 TMS濃度變化時(shí)涂層的表面形貌
        3.1.2 TMS濃度變化時(shí)涂層的截面形貌及元素分布
        3.1.3 XRD分析
        3.1.4 XPS分析
    3.2 SiC合成溫度對SiC /Ta復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.1 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的表面形貌
        3.2.2 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的截面形貌
        3.2.3 XRD分析
        3.2.4 XPS分析
    3.3 SiC/Ta復(fù)合涂層的硬度
    3.4 SiC/Ta復(fù)合涂層的結(jié)合性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 SiC/Ta復(fù)合涂層的摩擦磨損性能研究
    4.1 摩擦學(xué)理論
        4.1.1 摩擦磨損基本原理
        4.1.2 摩擦磨損性能評價(jià)
    4.2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
    4.3 TMS濃度對SiC/Ta復(fù)合涂層摩擦磨損性能的影響
        4.3.1 TMS濃度變化時(shí)涂層的摩擦系數(shù)
        4.3.2 TMS濃度變化時(shí)涂層的磨痕形貌
        4.3.3 TMS濃度變化時(shí)涂層的比磨損率
    4.4 SiC合成溫度對SiC /Ta復(fù)合涂層摩擦磨損性能的影響
        4.4.1 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的摩擦系數(shù)
        4.4.2 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的磨痕形貌
        4.4.3 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的比磨損率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 SiC/Ta復(fù)合涂層的腐蝕性能研究
    5.1 電化學(xué)理論
        5.1.1 電化學(xué)基本原理
        5.1.2 耐腐蝕性能評價(jià)
    5.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
    5.3 TMS濃度對SiC/Ta復(fù)合涂層腐蝕性能的影響
        5.3.1 TMS濃度變化時(shí)涂層的極化曲線
        5.3.2 TMS濃度變化時(shí)涂層的阻抗
    5.4 SiC合成溫度對SiC /Ta復(fù)合涂層腐蝕性能的影響
        5.4.1 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的極化曲線
        5.4.2 SiC合成溫度變化時(shí)涂層的阻抗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3870387