本文關(guān)鍵詞：高溫合金表面鎳基復(fù)合鍍層的制備及性能研究

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【摘要】：高溫合金是一種可以在持續(xù)高溫下使用的金屬材料,其本身具有很多優(yōu)良的特性,如抗高溫氧化腐蝕、抗熱疲勞性能、良好的熱塑性、耐應(yīng)力腐蝕等,在航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)及煙氣輪機(jī)等部位應(yīng)用廣泛。在較長的使用時間與嚴(yán)苛的使用環(huán)境下,其本身會發(fā)生力學(xué)性能的退化、氧化腐蝕、疲勞及高溫蠕變等退化。復(fù)合鍍是基于電鍍技術(shù)發(fā)展而來的一種增強(qiáng)金屬表面硬度及耐磨性等的技術(shù)。為提高高溫合金本身硬度、耐磨性與熱性能,使用復(fù)合鍍技術(shù)在其表面生成一層沉積層。使用正交試驗與單因素試驗確定了復(fù)合鍍的工藝條件。當(dāng)電鍍溫度為40℃,電流密度為4A/dm2,攪拌速率為200r/min,顆粒添加量為5g/L,時間宜選擇70min時鍍層的硬度最大,為642.6HV。通過極差分析與方差分析知,溫度對試驗結(jié)果有顯著性影響,過高的溫度不利于鍍層硬度的提升。通過對顆粒添加量與時間的單因素探討得知,顆粒的沉積符合兩步沉積理論,后期顆粒的沉積速率變慢。通過金相分析得知,閃鍍工藝對鍍層的結(jié)合力至關(guān)重要,同時閃鍍層可以使鍍層表面更加平整、光亮。復(fù)合鍍層與光亮鍍鎳層的硬度、耐蝕性優(yōu)于高溫合金本身。對比復(fù)合鍍層與鍍鎳層的顯微形貌,發(fā)現(xiàn)同樣的電鍍工藝下,復(fù)合鍍層比鍍鎳層擁有更小的晶粒尺寸,這是其硬度提升的因素之一。復(fù)合鍍層與鍍鎳層磨損方式不同,復(fù)合鍍層磨損為粘著磨損而鍍鎳層為擠壓磨損。比較鍍鎳層與復(fù)合鍍的耐蝕性發(fā)現(xiàn),二者耐蝕性優(yōu)于高溫合金,且具有更小的腐蝕速率,一周期鹽霧試驗后,腐蝕面積更小。通過熱處理能提高鍍層表面硬度卻降低了鍍層表面耐蝕性。通過XRD測試發(fā)現(xiàn),鍍層在200℃熱處理過程中,晶粒有所細(xì)化,為15.40nm,在此過程中硬度得到加強(qiáng),增大至672.4HV。溫度繼續(xù)增加,晶粒變大,400℃時增大至47.15nm。熱處理時間過長導(dǎo)致鍍層表面發(fā)生輕微氧化,熱處理2h時的硬度最大。300次熱疲勞后鍍層表面沒有發(fā)生斷裂、脫落說明鍍層熱性能良好。
【關(guān)鍵詞】：高溫合金 復(fù)合鍍 硬度 耐磨性 熱性能
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(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6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-29
• 1.1 高溫合金簡介11-12
• 1.2 高溫合金的分類12-14
• 1.3 高溫合金的應(yīng)用14-16
• 1.3.1 電力系統(tǒng)中的應(yīng)用14-15
• 1.3.2 油氣開采中的應(yīng)用15
• 1.3.3 煤的汽化15-16
• 1.3.4 節(jié)能減排16
• 1.3.5 國防用高溫合金16
• 1.4 高溫合金的退化機(jī)制16-19
• 1.4.1 力學(xué)性能16-17
• 1.4.2 氧化腐蝕行為17-18
• 1.4.3 疲勞行為18
• 1.4.4 高溫蠕變18-19
• 1.5 強(qiáng)化與表面處理19-22
• 1.5.1 強(qiáng)化19-20
• 1.5.2 表面處理20-22
• 1.6 高溫合金表面復(fù)合鍍鎳22-27
• 1.6.1 復(fù)合鍍技術(shù)22
• 1.6.2 復(fù)合鍍的研究進(jìn)展22-23
• 1.6.3 復(fù)合鍍鎳23-24
• 1.6.4 復(fù)合鍍層應(yīng)用24-27
• 1.7 本課題研究目的27-29
• 第2章 實驗材料及方法29-38
• 2.1 實驗材料29-30
• 2.1.1 試驗用試劑29
• 2.1.2 試驗用材料29-30
• 2.2 實驗儀器與設(shè)備30-31
• 2.3 實驗過程31-33
• 2.3.1 實驗裝置31-32
• 2.3.2 實驗流程32-33
• 2.4 鍍鎳配方及工藝參數(shù)33-34
• 2.5 鍍層的表征及性能測試34-38
• 2.5.1 鍍層的結(jié)合力測試34
• 2.5.2 鍍層顯微硬度34-35
• 2.5.3 顆粒在鍍層中含量35
• 2.5.4 鍍層表面形貌35
• 2.5.5 鍍層耐磨性35-36
• 2.5.6 鍍層耐蝕性36
• 2.5.7 鍍層的結(jié)構(gòu)36
• 2.5.8 鍍層的熱性能36-38
• 第3章 復(fù)合鍍工藝與鍍層性能研究38-60
• 3.1 復(fù)合鍍工藝探討38-43
• 3.1.1 正交實驗設(shè)計38-40
• 3.1.2 極差分析40-41
• 3.1.3 方差分析41-43
• 3.2 顆粒添加量與電鍍時間對性能的影響43-57
• 3.2.1 顆粒添加量對性能的影響43-51
• 3.2.2 電鍍時間對鍍層性能影響51-57
• 3.3 鍍層結(jié)合力57-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 光亮鍍鎳層與復(fù)合鍍的性能比較60-67
• 4.1 形貌60-61
• 4.2 顯微硬度61
• 4.3 摩擦磨損61-62
• 4.4 耐蝕性62-66
• 4.4.1 腐蝕形貌62-65
• 4.4.2 電化學(xué)分析65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第5章 復(fù)合鍍層熱處理及熱疲勞67-78
• 5.1 熱處理溫度67-73
• 5.2 保溫時間73-75
• 5.3 熱疲勞性能75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果86-87
• 致謝87-88

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8 張e，

本文編號：1108692