本文關(guān)鍵詞：304不銹鋼表面激光熔覆Ni基合金涂層組織與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：304不銹鋼材料具有良好的耐熱性,耐蝕性,機(jī)械特性等一系列優(yōu)異的性能,已經(jīng)成為了一種廣泛應(yīng)用的鋼種。但是其硬度偏低,耐磨損性能較差,在某些特殊的環(huán)境中使用時(shí)材料表面會(huì)出現(xiàn)凹坑、剝落等現(xiàn)象,嚴(yán)重降低了材料的使用壽命,甚至?xí)斐奢^大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高304不銹鋼材料的硬度、耐磨損性能,采用半導(dǎo)體激光器在304不銹鋼表面激光熔覆Ni基自熔性合金粉末。本文研究不同激光工藝參數(shù)對(duì)熔覆層宏觀形貌、微觀組織及硬度、耐磨、耐蝕性能的影響,并尋求最佳激光工藝參數(shù),以期獲得宏觀形貌良好、稀釋率適中、冶金結(jié)合較好、耐磨耐蝕性能好的熔覆層。使獲得的最佳激光工藝參數(shù)對(duì)提高球閥的耐磨耐蝕性能從而延長(zhǎng)其使用壽命、減少經(jīng)濟(jì)損失具有一定的實(shí)際應(yīng)用和參考意義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同激光工藝參數(shù)對(duì)熔覆層都有著重要的影響。熔覆涂層從上部到下部分為熔覆層區(qū)、結(jié)合區(qū)、基體熱影響區(qū)三部分。XRD衍射分析表明,不同激光工藝參數(shù)下熔覆層中的物相組成有一定的區(qū)別,但都含有γ-(Ni,Fe)固溶體相,Cr23C6硬質(zhì)相,FeNi3韌性相等物相。根據(jù)組織與性能的綜合分析可知,最優(yōu)激光工藝參數(shù)為激光功率2.5kW、掃描速度4mm/s、送粉速率300mg/s。單道激光熔覆時(shí),激光功率、掃描速度、送粉速率對(duì)激光熔覆Ni基合金涂層宏觀形貌具有重要的影響。隨著激光功率的逐漸增大,熔覆層的高度逐漸降低,寬度逐漸增加,熔池的深度逐漸增加,稀釋率逐漸增大,熔覆層表面更加平整光滑;隨著掃描速度的逐漸增大,熔覆層的高度、寬度逐漸降低,熔池的深度先降低后增加,稀釋率逐漸增大;隨著送粉速率的逐漸增大,熔覆層的高度先增加后降低,寬度逐漸增加,熔池的深度逐漸降低,稀釋率逐漸減小。熔覆層表面均無(wú)明顯的裂紋、氣孔等缺陷。不同激光功率下進(jìn)行的單道熔覆實(shí)驗(yàn)中,激光功率為2.5kW時(shí)的熔覆層宏觀形貌平整、光滑,熔覆層寬度為14.85mm,高度為1.680mm,熔池深度為0.262mm,稀釋率為13.49。顯微組織從下往上依次為細(xì)小的平面晶、胞狀晶、柱狀晶、樹(shù)枝晶、等軸晶。硬度較高,平均顯微硬度為619.0HV0.2,并且它的耐磨性較好,施加不同載荷時(shí),熔覆層的磨損量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基體的磨損量。此外,激光功率為2.5kW時(shí)熔覆層的耐腐蝕性能最佳,此時(shí)熔覆層的自腐蝕電位為-461.899mV。不同掃描速度和送粉速率下進(jìn)行的單道熔覆實(shí)驗(yàn)中,掃描速度為4mm/s、掃描速度為300mg/s時(shí)的熔覆層宏觀形貌平整、光滑,熔覆層寬度為14.36mm,高度為1.612mm,熔池深度為0.248mm,稀釋率為13.33。硬度較高,平均顯微硬度為646.4HV0.2,并且耐磨損性能較好,磨損量較低。當(dāng)加載10N時(shí),熔覆層的磨損量為11.5mg;當(dāng)加載15N時(shí),熔覆層的磨損量為14.7mg;當(dāng)加載20N時(shí),熔覆層的磨損量為17.6mg,磨損性能較基體得到了較大的提高。此外,掃描速度為4mm/s、送粉速度為300mg/s時(shí)熔覆層的耐腐蝕性能較好,自腐蝕電位為-286.77mV。不同搭接率下的激光熔覆實(shí)驗(yàn)中,熔覆層搭接率為30%時(shí),熔覆層具有較好的宏觀形貌,耐磨性較好。當(dāng)加載10N時(shí),熔覆層的磨損量為11.8mg;當(dāng)加載15N時(shí),熔覆層的磨損量為12.1mg,當(dāng)加載20N時(shí),熔覆層的磨損量為17.7mg。熔覆層的耐蝕性與基體接近,自腐蝕電位為-496.863m V。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆 工藝參數(shù) 宏觀形貌 組織結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 選題背景和意義12
• 1.2 激光加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 激光的特性及加工用激光器12-13
• 1.2.2 激光加工特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.3 激光表面熔覆技術(shù)14-21
• 1.3.1 激光熔覆原理及特點(diǎn)15
• 1.3.2 激光熔覆所用材料15-17
• 1.3.3 激光熔覆的工藝流程及添料方式17-19
• 1.3.4 激光熔覆的工藝參數(shù)19-20
• 1.3.5 激光熔覆的應(yīng)用、存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)20-21
• 1.4 課題研究目的和內(nèi)容21-24
• 1.4.1 研究目的21-22
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法24-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-26
• 2.1.1 基體材料24-25
• 2.1.2 熔覆材料25-26
• 2.2 熔覆設(shè)備及工藝參數(shù)26-28
• 2.2.1 熔覆設(shè)備26-27
• 2.2.2 工藝參數(shù)27-28
• 2.3 測(cè)試試樣的制備28
• 2.4 組織觀察和分析28-29
• 2.5 涂層性能測(cè)試29-31
• 2.6 技術(shù)路線31-32
• 第3章 激光工藝參數(shù)對(duì)Ni基熔覆層的影響32-44
• 3.1 激光功率對(duì)Ni基熔覆層宏觀形貌的影響33-37
• 3.2 掃描速度對(duì)Ni基熔覆層宏觀形貌的影響37-40
• 3.3 送粉速率對(duì)Ni基熔覆層宏觀形貌的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 激光熔覆層的組織與性能分析44-70
• 4.1 激光熔覆層的組織分析44-51
• 4.1.1 不同激光功率下熔覆層的顯微組織45-47
• 4.1.2 不同掃描速度下熔覆層的顯微組織47-49
• 4.1.3 不同送粉速率下熔覆層的顯微組織49-51
• 4.2 激光熔覆層的物相組成51-56
• 4.3 激光熔覆層的性能分析56-67
• 4.3.1 激光熔覆層顯微硬度分析56-59
• 4.3.2 激光熔覆層耐磨損性能分析59-65
• 4.3.3 激光熔覆層耐腐蝕性能分析65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-70
• 第5章 多道搭接激光熔覆鎳基合金涂層組織及性能分析70-76
• 5.1 多道搭接激光熔覆層的組織分析70-72
• 5.1.1 激光熔覆層宏觀形貌分析70-71
• 5.1.2 激光熔覆層顯微組織分析71-72
• 5.2 多道搭接激光熔覆層的物相組成72-73
• 5.3 多道搭接激光熔覆層的性能分析73-75
• 5.3.1 激光熔覆層的磨損性能分析73-74
• 5.3.2 激光熔覆層的耐腐蝕性能分析74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 致謝84

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