本文關(guān)鍵詞：鋼材表面非晶化工藝與性能研究

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【摘要】：鋼鐵材料遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域,需要長(zhǎng)期服役于惡劣環(huán)境,對(duì)鋼鐵材料的保護(hù)顯得十分重要。研究表明,鐵基非晶合金硬度高、耐腐蝕性能優(yōu)秀、材料成本低廉、成分組織和鋼鐵相適,如果對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行表面非晶化處理而獲得鐵基非晶,就可以提高鋼材的性能和壽命。激光熔覆和激光熔凝技術(shù)都能夠提供足夠高的冷卻速度,同時(shí)對(duì)基體的熱作用區(qū)小,不會(huì)對(duì)基體的性能產(chǎn)生較大影響。所以通過(guò)激光熔覆和激光熔凝技術(shù)對(duì)鋼材表面進(jìn)行非晶化處理有很大的意義和價(jià)值。本文通過(guò)激光加工處理,應(yīng)用激光熔覆和熔凝工藝技術(shù),利用3D打印設(shè)備(RC-LRP-500)、X射線(xiàn)衍射分析儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度計(jì)、力學(xué)測(cè)試機(jī)、電化學(xué)工作站等制備和分析測(cè)試手段,對(duì)45#鋼表面進(jìn)行非晶化處理和性能檢測(cè),探索激光表面處理中激光功率和掃描速度對(duì)表面顯微結(jié)構(gòu)、表面顯微強(qiáng)度、耐腐蝕性能的影響規(guī)律,同時(shí)對(duì)比兩種不同處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明激光功率和掃描速度對(duì)激光熔覆形成的組織和性能有很大影響。隨著激光功率的提升,涂層中的非晶相含量逐漸增加,缺陷減少,表面顯微硬度提升,耐腐蝕性能提升；而隨掃描速度的提升,表面組織的非晶相含量,表面顯微硬度,耐腐蝕性能都先增加然后減少,并在800mm/min時(shí)達(dá)到最大值。所以當(dāng)激光功率為500W,掃描速度為800mm/min時(shí),激光熔覆效果最好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明激光功率和掃描速度對(duì)激光熔凝形成的組織和性能有很大影響。隨著激光功率的提升,熔凝層中形成的非晶相含量增加,熔凝層的致密度也不斷增強(qiáng),同時(shí)耐腐蝕性能也提升。而表面顯微硬度在450W之前變化不大,但在500W時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)大幅度的提升；而掃描速度的提升,表面組織的非晶相含量、表面顯微硬度、耐腐蝕性能都先增加,在600mm/min時(shí)達(dá)到最大值,之后隨掃描速度提升反而減少。所以當(dāng)激光功率為500W,掃描速度為600mm/min時(shí),激光熔凝效果最好。采用激光熔覆最佳工藝：功率500W,掃描速度800mm/min和最佳激光熔凝工藝：功率500W,掃描速度600mm/min處理45#鋼材表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),激光熔覆涂層非晶形成能力、涂層致密度、耐腐蝕性能都優(yōu)于激光熔凝處理。兩種處理手段在表面顯微硬度的提升程度接近。然而激光熔凝不引入額外元素,更節(jié)約成本,并且處理后鋼材的表面變形小于激光熔覆,更適宜進(jìn)行精密加工。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

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