本文關鍵詞：Cr12MoV鋼脈沖等離子體爆炸表面改性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：脈沖等離子體爆炸技術是在脈沖等離子技術基礎上發(fā)展起來的一種表面改性技術,該技術可以在材料表面形成瞬間高溫、高壓微區(qū),使材料表面發(fā)生快速凝固、快速淬火和微合金化等過程,并在表面形成改性層或薄膜,顯著增強材料表面的硬度、耐磨和耐蝕等性能。Cr12MoV鋼作為具有良好強韌性、耐磨性和較高淬透性的鋼鐵材料,目前已被廣泛用于制作各種冷作模具。但由于工作條件惡劣使其使用壽命縮短,為了克服這一困難,需要進一步改善Cr12MoV鋼表面的耐磨和耐蝕性能。本文采用脈沖等離子體爆炸技術對Cr12MoV鋼進行表面改性處理,研究電容(C)、脈沖次數(shù)(n)、槍口離試樣的距離(H)等工藝參數(shù)以及電極材料對表面改性層的組織、物相及性能的影響規(guī)律,通過優(yōu)化脈沖等離子體爆炸工藝,在Cr12MoV鋼上獲得了高硬度、高耐磨性的表面改性層,探討了脈沖等離子體爆炸技術在Cr12MoV鋼表面處理中的改性機制。研究結果表明:通過脈沖等離子體爆炸技術對Cr12MoV鋼進行表面改性處理,可以獲得厚度均勻、組織致密、晶粒細小的改性層。隨著電容、脈沖次數(shù)增加及距離的降低,改性層的厚度、硬度不斷增加,但能量越高,表面熔化程度越大。電極材料為W時,表面物相由馬氏體向奧氏體轉變;采用Ti電極時,改性層表面可形成新的TiN相。隨著電容和脈沖次數(shù)的增加,試樣表面耐磨性不斷提高。通過模擬不同工況條件下的磨損研究,經脈沖等離子體爆炸技術處理后的Cr12MoV鋼表面耐磨性均有明顯改善。改性層表面磨損機制有粘著磨損、氧化磨損以及磨粒磨損和疲勞磨損。綜合比較表面改性層組織和性能表明,采用W電極,C=1000μF、n=3、H=50 mm時,改性層具有最優(yōu)的力學性能,試樣表面粗糙度約為6.26μm、改性層厚度約為54μm、顯微硬度峰值達到840 HK0.025,耐磨性為原始試樣的1.68倍。通過脈沖等離子體爆炸技術改性后,Cr12MoV鋼表面耐蝕性得到提高。改性層耐蝕性隨電容的增加先降低后升高,隨著脈沖次數(shù)的增加先增加后降低,采用最優(yōu)工藝參數(shù)處理后材料表面耐蝕性最好,相比基體提高約一個數(shù)量級。
【關鍵詞】：Cr12MoV鋼 脈沖等離子體爆炸技術 表面改性 耐磨性 耐蝕性
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 金屬表面形變強化11-12
• 1.2 熱擴滲技術12-13
• 1.3 氣相沉積技術13-14
• 1.4 高能束表面處理14-17
• 1.4.1 激光表面處理技術14-15
• 1.4.2 電子束表面處理技術15-16
• 1.4.3 離子束表面處理技術16-17
• 1.5 脈沖等離子體爆炸處理技術17-19
• 1.6 論文研究的意義及主要研究內容19-21
• 1.6.1 論文研究目的與意義19-20
• 1.6.2 論文研究的主要內容20-21
• 第2章 實驗材料與方法21-32
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.2 試驗過程及裝置22-26
• 2.2.1 試驗技術路線22-24
• 2.2.2 試驗裝置24-26
• 2.3 組織結構與成份分析26
• 2.3.1 表面物相組成分析26
• 2.3.2 顯微結構與元素分析26
• 2.3.3 電子背散射衍射分析26
• 2.4 性能表征測試方法26-30
• 2.4.1 表面粗糙度26-27
• 2.4.2 改性層厚度測試27
• 2.4.3 顯微硬度測量27
• 2.4.4 摩擦磨損27-29
• 2.4.5 耐蝕性29-30
• 2.5 試驗儀器及設備30-32
• 第3章 Cr12MoV鋼PPD處理工藝研究32-56
• 3.1 電容值對改性層組織與性能影響32-37
• 3.1.1 電容值對表面形貌的影響32-33
• 3.1.2 電容值對表面粗糙度的影響33-34
• 3.1.3 電容值對表面物相的影響34-35
• 3.1.4 電容值對截面組織形貌與改性層厚度的影響35-36
• 3.1.5 電容值對改性層顯微硬度36-37
• 3.2 脈沖次數(shù)對改性層組織與性能影響37-44
• 3.2.1 脈沖次數(shù)對表面組織形貌的影響37-39
• 3.2.2 脈沖次數(shù)對表面粗糙度的影響39-40
• 3.2.3 脈沖次數(shù)對表面微觀組織的影響40-41
• 3.2.4 脈沖次數(shù)對表面物相的影響41-42
• 3.2.5 脈沖次數(shù)對截面組織形貌與改性層厚度的影響42-43
• 3.2.6 脈沖次數(shù)對改性層顯微硬度的影響43-44
• 3.3 距離對改性層組織與性能影響44-49
• 3.3.1 距離對表面形貌的影響44-46
• 3.3.2 距離對表面粗糙度的影響46
• 3.3.3 距離對表面物相的影響46-47
• 3.3.4 距離對截面組織形貌與改性層厚度的影響47-48
• 3.3.5 距離對改性層顯微硬度的影響48-49
• 3.4 電極材料對改性層組織與性能影響49-50
• 3.4.1 電極材料對表面物相的影響49-50
• 3.4.2 電極材料對截面顯微硬度的影響50
• 3.5 改性層強化機制分析50-55
• 3.6 本章小結55-56
• 第4章 改性層耐磨性及耐蝕性研究56-76
• 4.1 PPD處理工藝對改性層耐磨性的影響56-61
• 4.1.1 電容對改性層耐磨性的影響56-59
• 4.1.2 處理次數(shù)對改性層耐磨性的影響59-61
• 4.2 摩擦條件對改性層耐磨性的影響61-69
• 4.2.1 摩擦副對改性層摩擦磨損性能的影響61-64
• 4.2.2 載荷對改性層摩擦磨損性能的影響64-66
• 4.2.3 轉速對改性層摩擦磨損性能的影響66-69
• 4.3 改性層梯度耐磨性分析69-70
• 4.4 改性層磨損機制分析70-72
• 4.5 改性層耐蝕性研究72-74
• 4.5.1 電容對改性層耐蝕性的影響72-73
• 4.5.2 處理次數(shù)對改性層耐蝕性的影響73-74
• 4.6 本章小結74-76
• 結論76-78
• 參考文獻78-83
• 論文發(fā)表情況83-84
• 致謝84-85

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