本文關(guān)鍵詞：激光重熔過程參數(shù)對復(fù)合陶瓷涂層組織及性能的影響

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【摘要】：目前,加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)(ADS)是處理核廢料最強(qiáng)有力的工具,但是在ADS系統(tǒng)中,核設(shè)備材料必須要在一些極端的輻照、腐蝕、溫度環(huán)境條件下服役,致使核設(shè)備材料表面性能需要得到進(jìn)一步提高。為了使材料表面性能得到進(jìn)一步提高,本文通過大量前期實驗工作,選用Cr-Fe-Al-Ti復(fù)合粉末體系,利用火焰噴涂技術(shù)在核設(shè)備材料上制備了火焰噴涂層,并對噴涂層進(jìn)行激光重熔,通過優(yōu)化工藝參數(shù)和復(fù)合粉末成分配比制備出復(fù)合陶瓷涂層。采用體視顯微鏡分析方法分析了多組激光重熔工藝參數(shù)下重熔層宏觀形貌特點;采用X射線衍射、掃描電鏡和能譜等分析方法研究分析了火焰噴涂層和重熔層的物相、微觀組織形貌;采用顯微硬度分析方法測試了火焰噴涂層和重熔層的顯微硬度,主要研究成果如下:1、通過混合、加熱攪拌、破碎的方法制備了Cr-Fe-Al-Ti體系的復(fù)合粉末�；鹧鎳娡客繉映拭黠@層狀結(jié)構(gòu),與基材主要呈機(jī)械結(jié)合,存在一定的孔隙和微裂紋,厚度約為250μm。通過對比多組激光重熔工藝參數(shù)下重熔層(Ti、Fe Al50、Cr Fe粉末質(zhì)量比為1:2:2)的表面宏觀形貌,得出較優(yōu)激光重熔工藝參數(shù)為:激光功率P=1.4 k W,掃描速度V=6 mm/s,光斑直徑D=3 mm。2、在優(yōu)化激光重熔工藝參數(shù)下,激光重熔層表面連續(xù)光滑平整,無氣孔、裂紋等缺陷,重熔層呈現(xiàn)出中間凸起兩側(cè)下凹形貌,與基材呈良好冶金結(jié)合,組織變得更加致密均勻,厚度約為120μm。重熔層中原位合成了Al2O3、Ti O2等主要陶瓷增強(qiáng)相,主要呈短棒胞狀晶、柱狀晶以及胞狀/枝狀混合晶狀。重熔層平均顯微硬度較火焰噴涂層和基材有顯著提高。3、在優(yōu)化激光重熔工藝參數(shù)下,并選擇合適的激光原位工藝參數(shù),對三組不同組分配比的重熔層進(jìn)行了激光原位快速掃描試驗。結(jié)果表明:三組復(fù)合陶瓷涂層組織致密均勻,與基材呈良好冶金結(jié)合,涂層組織主要是在黑色組織區(qū)域內(nèi)彌散分布著一些Cr2O3,Al2O3,Cr7C3等不規(guī)則塊狀、枝晶狀以及顆粒狀硬質(zhì)陶瓷相,隨著復(fù)合粉末成分變化,涂層中物相含量也發(fā)生變化,三組涂層顯微硬度較基材都有明顯提高。且當(dāng)Ti、Fe Al50、Cr Fe粉末質(zhì)量比為1:2:2時(A組),復(fù)合陶瓷涂層形貌質(zhì)量最好,且平均顯微硬度最高。
【關(guān)鍵詞】：火焰噴涂 激光重熔 陶瓷涂層 工藝參數(shù) 顯微組織 顯微硬度
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 熱噴涂技術(shù)12-15
• 1.3 激光表面處理技術(shù)15-20
• 1.4 激光重熔熱噴涂涂層的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.5 主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 涂層制備及其性能表征23-29
• 2.1 試驗材料23
• 2.2 復(fù)合粉末及復(fù)合涂層制備23-25
• 2.3 復(fù)合涂層制備工藝方案25-26
• 2.4 復(fù)合涂層性能表征26-29
• 第3章 激光重熔層工藝參數(shù)優(yōu)化及組織性能分析29-49
• 3.1 激光重熔工藝方案及參數(shù)設(shè)定29-31
• 3.2 激光工藝參數(shù)對重熔層宏觀形貌的影響31-36
• 3.2.1 激光功率對重熔層宏觀形貌的影響31-33
• 3.2.2 掃描速度對重熔層宏觀形貌的影響33-34
• 3.2.3 光斑尺寸對重熔層宏觀形貌的影響34-35
• 3.2.4 涂層材料厚度對重熔層宏觀形貌的影響35-36
• 3.3 激光重熔層組織結(jié)構(gòu)及其性能分析36-46
• 3.3.1 火焰噴涂層形貌與顯微硬度分析36-39
• 3.3.2 激光重熔層物相分析39-40
• 3.3.3 激光重熔層顯微組織結(jié)構(gòu)40-45
• 3.3.4 激光重熔層顯微硬度45-46
• 3.4 激光重熔層陶瓷增強(qiáng)相原位反應(yīng)熱力學(xué)分析46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 激光原位合成復(fù)合陶瓷涂層成分優(yōu)化及性能分析49-59
• 4.1 激光原位反應(yīng)工藝方案及參數(shù)設(shè)定49-50
• 4.2 復(fù)合陶瓷涂層表面宏觀形貌50-51
• 4.3 復(fù)合陶瓷涂層物相分析51-52
• 4.4 復(fù)合陶瓷涂層顯微組織結(jié)構(gòu)52-56
• 4.5 復(fù)合陶瓷涂層顯微硬度56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 第5章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 主要研究結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱永長;榮守范;楊涵崧;宋強(qiáng);;國內(nèi)外原位生長柱狀晶增韌氧化鋁陶瓷研究的現(xiàn)狀[J];鑄造設(shè)備研究;2008年01期

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本文編號：1100682