本文關(guān)鍵詞：合金化對(duì)FeCoCrMoCBY塊體非晶合金耐蝕耐磨性能的影響

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【摘要】：本文使用WK-Ⅱ非自耗真空電弧爐水冷銅模吸鑄法制備Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2(BMG1)、Fe41.9Co6.3Cr15.7Mo12.6C13.5B7.7Y1.8Ni0.5(BMG2)、 Fe41.7Co6.3Cr15.7Mo12.6C13.5B7.7Y2Ni0.5 (BMG3)、Fe40.4Co6.3Cr15.7Mo14C13.5B7.7Y2 (BMG4) Fe40.7Co6.3Cr16.7Mo12.6C13.5B7.7Y2Ni0.5 (BMG5) Fe41Co7-xSixCr15Mo14C15B6Y2 (x=1,2,3; BMG6, BMG7, BMG8)塊體非晶合金。使用X射線衍射儀(XRD)表征塊體非晶合金的結(jié)構(gòu)；采用電化學(xué)方法研究了合金耐蝕性能以及鈍化膜的致密性；利用WTM-2E磨損試驗(yàn)機(jī)研究了鐵基塊體非晶合金干滑動(dòng)摩擦磨損行為；采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了合金腐蝕及磨損形貌；并采用能譜(EDS)、X射線光電子能譜儀(XPS)研究了合金鈍化膜的組成。本文重點(diǎn)研究了合金系摻雜和Si元素添加后的非晶合金在HCl、NaCl溶液中的腐蝕行為。探討了YCr/Mo值與鈍化電流密度的關(guān)系,并研究了摻雜后的合金在NaCl溶液腐蝕過程中鈍化膜的組成與耐蝕性能的關(guān)系。還研究Si元素添加對(duì)非晶合金鈍化膜致密性的影響。此外還研究了BMG1、BMG2、BMG3、BMG6、BMG7、BMG8非晶合金的耐磨性能,分析了非晶合金的磨損機(jī)制。BMG1-BMG5合金在HC1和NaCl兩種溶液中均展示出一致的耐蝕性規(guī)律。合金耐蝕性能從強(qiáng)到弱順序?yàn)锽MG5≈BMG3BMG4 BMG1BMG2。在3%NaCl溶液中電化學(xué)試驗(yàn)表明,隨著YCr/Mo值的增大,鈍化電流密度降低。通過擬合發(fā)現(xiàn)合金在3%NaCl溶液中鈍化電流密度的對(duì)數(shù)值(Ⅰ)與合金的YCr/Mo值(X)符合對(duì)數(shù)關(guān)系,當(dāng)YCr/Mo值大于2.3時(shí),鈍化電流密度趨于穩(wěn)定。鐵基塊體合金在3% NaCl溶液中生成的鈍化膜成分主要為Cr、Mo的氧化物。較高的YCr/Mo值有利于合金中低價(jià)態(tài)的Cr3+、Mo4+離子化合物的富集,這些低價(jià)態(tài)離子化合物的富集使得鈍化電流更低,鈍化膜更穩(wěn)定。干滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明,較低硬度的BMG2合金磨損系數(shù)最大,耐磨性能最差,磨粒磨損為其主要的磨損機(jī)制；BMG1的磨損系數(shù)介于BMG2合金和BMG3合金之間,其磨損機(jī)制主要表現(xiàn)為疲勞磨損；BMG3合金的磨損系數(shù)最低,耐磨性能最好,磨損機(jī)制以疲勞磨損為主。Fe41Co7-xSixCr15Mo14C15B6Y2 (x=0,1,2,3; BMG6, BMG7, BMG8)非晶合金在HC1溶液和NaCl溶液中的耐蝕性強(qiáng)弱是一致的,耐蝕性能由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋築MG7BMG8BMG6BMG1。添加Si元素后,合金表面形成含Si元素的鈍化膜,顯著的降低了合金的鈍化電流密度,使得耐腐蝕性能提高。結(jié)合M-S試驗(yàn)結(jié)果與點(diǎn)缺陷模型(PDM)理論可知,不同Si元素含量的塊體非晶合金鈍化膜表現(xiàn)為n型半導(dǎo)體性質(zhì),添加Si元素后,合金表面鈍化膜中點(diǎn)缺陷密度下降,鈍化膜更致密。當(dāng)Si元素含量為2%時(shí),鈍化膜最致密性,耐蝕性能最好。Fe41Co7-xSixCr15Mo14C15B6Y2 (x=0,1,2,3)非晶合金干滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著Si元素含量的增加,合金的磨損系數(shù)增大,耐磨性能變差。不含Si元素的BMG1合金磨損機(jī)制主要為疲勞磨損,當(dāng)加入Si元素后合金合金開始出現(xiàn)粘著磨損,且隨著Si元素含量的增加,合金的抗粘著磨損能力下降。BMG6合金磨損機(jī)制主要為磨粒磨損加少量的粘著磨損；BMG7合金主要有疲勞磨損和粘著磨損；BMG8合金則以粘著磨損為主。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG139.8

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本文編號(hào)：1275507