本文關(guān)鍵詞：多弧離子鍍CrCN涂層結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能研究

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【摘要】：海水環(huán)境中服役的機(jī)械系統(tǒng),由于各種形式的摩擦磨損存在,導(dǎo)致多數(shù)摩擦關(guān)鍵零部件受損,對(duì)易磨損部件的表面防護(hù)成為了提高其服役壽命的有效技術(shù)手段。本論文采用多弧離子鍍技術(shù)制備了對(duì)海水環(huán)境摩擦磨損性能與耐腐蝕性均較好的Cr CN硬質(zhì)涂層,系統(tǒng)對(duì)比了基底材料(316 L不銹鋼)和Cr CN涂層、Cr N和Cr CN涂層、梯度和均質(zhì)Cr CN涂層在空氣,去離子水和海水環(huán)境下的摩擦磨損性能和失效機(jī)制,結(jié)合涂層微觀結(jié)構(gòu)提出了改善涂層服役性能的技術(shù)路徑,通過(guò)微觀咬合理論模型的構(gòu)建對(duì)摩擦機(jī)理進(jìn)行深入分析,得到階段性結(jié)論如下:1.較之于基底316 L不銹鋼,在該基底上沉積Cr CN涂層后,硬度從4 GPa提高到22 GPa,H/E和H3/E2分別從0.022和0.002 GPa提高到0.071和0.11 GPa;陽(yáng)極腐蝕電位從-0.21 V上升到-0.19 V;在大氣,去離子水,海水環(huán)境下的摩擦系數(shù)及磨損率均顯著降低,表現(xiàn)出較優(yōu)異的綜合性能。2.較之于Cr N涂層,Cr CN中的C元素以硬質(zhì)碳化物Cr7C3的形式在晶界區(qū)域偏聚形成“富碳”骨架網(wǎng)絡(luò),力學(xué)性能與耐海水腐蝕性能均有明顯提升,同時(shí)涂層表面也因碳化物偏聚出現(xiàn)較大的微區(qū)硬度差異,承受載荷時(shí)應(yīng)力不連續(xù)狀態(tài)導(dǎo)致其摩擦系數(shù)較Cr N涂層有所降低,表現(xiàn)出較低的磨損率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,顯示出Cr CN在水環(huán)境下服役的優(yōu)越性。3.較之于均質(zhì)Cr CN涂層,梯度Cr CN涂層平均晶粒較小,Cr7C3(421)晶面的結(jié)晶度高,力學(xué)性能較好;在海水環(huán)境下,梯度Cr CN涂層在摩擦過(guò)程中對(duì)裂紋的萌生及擴(kuò)展有較強(qiáng)的抑制作用,能有效抵制海水滲透,表現(xiàn)出較好的耐腐蝕性能;同時(shí),在與WC小球反復(fù)對(duì)磨的過(guò)程中,表現(xiàn)出較低的平均摩擦系數(shù)與磨損率,磨痕形貌較為光潔。
【關(guān)鍵詞】：CrCN涂層 多弧離子鍍 微觀結(jié)構(gòu) 機(jī)械性能 摩擦學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 表面改性技術(shù)及防護(hù)方法9-14
• 1.2.1 真空鍍膜技術(shù)9
• 1.2.2 真空鍍膜技術(shù)分類9
• 1.2.3 化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）9-10
• 1.2.4 物理氣相沉積（PVD）10-14
• 1.2.4.1 真空蒸發(fā)鍍11
• 1.2.4.2 真空濺射鍍11-12
• 1.2.4.3 真空離子鍍12-14
• 1.3 316L不銹鋼14
• 1.4 CrN及CrCN涂層14-16
• 1.4.1 CrN涂層14-15
• 1.4.2 CrCN涂層15-16
• 1.5 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.5.1 選題依據(jù)16-17
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方案及研究方法18-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案18-20
• 2.1.1 式樣及靶材材料18
• 2.1.2 CrCN涂層制備18-19
• 2.1.3 CrN及CrCN涂層制備19
• 2.1.4 均質(zhì)及梯度CrCN涂層制備19-20
• 2.2 涂層的表征20-24
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）20
• 2.2.2 X射線衍射儀（XRD）20-21
• 2.2.3 多功能X射線光電子能譜（XPS）21
• 2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)21
• 2.2.5 硬度、模量及結(jié)合力表征21-22
• 2.2.6 耐腐蝕性表征22
• 2.2.7 摩擦磨損表征22-24
• 第三章 316L不銹鋼表面沉積CrCN涂層的結(jié)構(gòu)及性能研究24-34
• 3.1 微觀結(jié)構(gòu)24-26
• 3.2 力學(xué)性能26-27
• 3.3 耐腐蝕性能27-28
• 3.4 摩擦學(xué)性能28-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 CrN和CrCN涂層組織及摩擦學(xué)性能研究34-50
• 4.1 涂層微觀結(jié)構(gòu)34-39
• 4.2 力學(xué)性能39-41
• 4.3 耐腐蝕性能41-42
• 4.4 摩擦學(xué)性能42-47
• 4.5 討論47-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 均質(zhì)和梯度CrCN涂層結(jié)構(gòu)及海水環(huán)境下的摩擦學(xué)性能研究50-60
• 5.1 微觀結(jié)構(gòu)50-53
• 5.2 力學(xué)性能53-55
• 5.3 耐腐蝕性能55-56
• 5.4 摩擦學(xué)性能56-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張廣安;王立平;劉千喜;薛群基;;CrN基復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)及摩擦磨損性能研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

2 王建章;陳貝貝;閻逢元;;海水組分對(duì)海水潤(rùn)滑性能的影響[J];潤(rùn)滑與密封;2011年11期

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本文編號(hào)：1034206