本文關鍵詞：鈦合金表面激光熔覆金屬陶瓷復合涂層改性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈦合金由于其優(yōu)異的綜合性能,如比強度高、密度小、耐蝕性好等,已被廣泛應用于航空航天、石油化工、海洋工程、汽車制造、生物醫(yī)學等行業(yè),但因為其較低的硬度和較差的耐磨性,限制了它在工業(yè)上的應用。利用激光熔覆技術在鈦合金表面熔覆耐磨涂層,因其經(jīng)濟、高效、無污染等優(yōu)點而成為鈦合金表面強化技術的重要手段之一。金屬陶瓷復合涂層因具有金屬材料高的強韌性、良好的工藝性和陶瓷材料優(yōu)異的耐高溫、耐蝕、耐磨等性能而備受關注。本文利用激光熔覆技術在鈦合金表面熔覆多相陶瓷增強金屬基復合涂層。陶瓷增強相包括外加陶瓷增強顆粒和原位自生陶瓷增強相,具有一定的理論指導意義和實際使用價值。本文以Ti、Ni、Si3N4、Zr02、C、BN粉末為熔覆材料,使用優(yōu)化后的激光熔覆工藝參數(shù),在鈦合金表面制備了金屬陶瓷復合涂層。并利用XRD、SEM、EPMA等檢測手段研究了熔覆層的顯微組織和結構；利用DHV-1000型數(shù)顯維氏硬度計來測試熔覆層橫截面的顯微硬度分布；利用CFT-Ⅰ型多功能材料表面性能綜合測試儀測試熔覆涂層和基體的耐磨性。激光熔覆Ti/Ni+Si3N4/Zr02復合涂層試驗的結果表明：熔覆層組織由均勻分布在網(wǎng)狀TiNi-Ti2Ni雙相金屬化合物基體的黑色細小樹枝晶TiN、Ti5Si3及白色顆粒狀m-ZrO2組成；加入的Zr02顆粒彌散分布在熔覆層中,細化了晶粒；同時Zr02由四方相轉變?yōu)閱涡毕?起著增韌的作用；其次加入一定量的Zr02,提高了熔覆層的性能,如含Zr02的熔覆層硬度高達1123.6 HV,約為基體的4倍；熔覆層的耐磨性相對未加Zr02的熔覆層提高了近3倍,相對基體提高了近9倍。激光熔覆制備Ti5Si3-Ti(C, N)增強TiNi-Ti2Ni復合涂層試驗的結果表明：C含量對熔覆層組織和性能有顯著的影響。當C含量為3wt.%時,熔覆層中顆粒及細小枝晶狀的Ti(C,N)和枝晶及層片狀的Ti5Si3均勻分布在TiNi-Ti2Ni雙相金屬化合物基體上；熔覆層表層平均硬度達950 HV,約為基體3倍；熔覆層的耐磨性相對基體提高了近5.5倍。當C含量為5wt.%時,熔覆層表層組織中出現(xiàn)了棒狀Ti3SiC2組織,其硬度低,因而表層硬度比C含量為3wtt.%時�。蝗鄹矊又邢虏坎⑽瓷蒚i3SiC2,硬度達1000HV,比C含量為3 wt.%C時高,約為基體的3倍,耐磨性相對基體提高了近2倍。激光熔覆制備TiB-Ti(C,N)增強TiNi-Ti2Ni復合涂層試驗的結果表明：熔覆層的組織由TiNi-Ti2Ni雙相金屬化合物基體上均勻分布的條狀TiB及樹枝狀Ti(C,N)組成。熔覆層表層的顯微硬度高達1080 HV,約為基體的3倍；熔覆層中的Ti(C,N)、TiNi具有較好的韌性；熔覆層耐磨性相對基體有很大提高,約為基體的6倍。
【關鍵詞】：激光熔覆 鈦合金 金屬陶瓷 耐磨性 顯微硬度
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 鈦合金簡介及其表面強化10-12
• 1.1.1 鈦合金簡介10
• 1.1.2 鈦合金表面強化10-12
• 1.2 激光熔覆技術12-17
• 1.2.1 激光熔覆技術原理及特點12-13
• 1.2.2 激光熔覆的工藝13-14
• 1.2.3 激光熔覆材料14-16
• 1.2.4 激光熔覆技術的應用16-17
• 1.3 鈦合金表面激光熔覆陶瓷復合涂層17-20
• 1.3.1 鈦合金表面激光熔覆陶瓷復合涂層的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 鈦合金表面激光熔覆陶瓷涂層存在的問題及發(fā)展方向20
• 1.4 本文的主要研究目的與內(nèi)容20-22
• 2 實驗條件和方法22-25
• 2.1 實驗條件22-23
• 2.1.1 實驗設備22
• 2.1.2 基體材料22
• 2.1.3 熔覆材料22-23
• 2.2 實驗方法23-25
• 2.2.1 微組織分析23
• 2.2.2 熔覆層硬度測試23
• 2.2.3 熔覆層摩擦磨損測試23-25
• 3 激光熔覆Ti/Ni+Si_3N_4/ZrO_2復合涂層組織與性能25-34
• 3.1 熔覆材料與工藝參數(shù)25
• 3.2 激光熔覆層組織形貌研究25-29
• 3.2.1 熔覆層的顯微組織25-27
• 3.2.2 熔覆層的X射線衍射分析27-28
• 3.2.3 熔覆層微區(qū)的成分分析28-29
• 3.3 熔覆層力學性能分析29-32
• 3.3.1 熔覆層的顯微硬度分析29-30
• 3.3.2 熔覆層的耐磨性分析30-32
• 3.4 本章小節(jié)32-34
• 4 激光熔覆Ti_5Si_3-Ti(C,N)增強(TiNi-Ti_2Ni)復合涂層的組織和性能34-45
• 4.1 熔覆材料與工藝參數(shù)34-35
• 4.2 激光熔覆層組織形貌研究35-40
• 4.2.1 熔覆層X射線衍射分析35-36
• 4.2.2 熔覆層微區(qū)面成分分析36-37
• 4.2.3 熔覆層的顯微組織37-40
• 4.3 熔覆層的力學性能分析40-44
• 4.3.1 涂層的硬度分析40-41
• 4.3.2 熔覆層的耐磨性分析41-44
• 4.4 本章小節(jié)44-45
• 5 激光熔覆TiB-Ti(C,N)增強(TiNi-Ti_2Ni)復合涂層的組織和性能45-53
• 5.1 熔覆材料與工藝參數(shù)45
• 5.2 熔覆層組織和形貌分析45-49
• 5.3 熔覆層的性能測試49-52
• 5.3.1 微硬度測試與分析49-50
• 5.3.2 熔覆層的耐磨性測試50-52
• 5.4 本章小結52-53
• 結論53-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況59-60
• 致謝60-61

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