CoCrW合金由于其優(yōu)異的熱強性能、耐蝕性能以及耐磨性能被廣泛的應用于一些工況惡劣,對材料性能要求極高的工業(yè),如核能工業(yè)、燃氣輪機工業(yè)、航空航天工業(yè)以及醫(yī)學領域等。盡管有很多的優(yōu)點,CoCrW合金塑韌性卻極差,這導致長期以來CoCrW合金的使用狀態(tài)都是鑄態(tài)。然而隨著工業(yè)的發(fā)展,鑄態(tài)CoCrW合金的性能已經(jīng)有所不及,亟需發(fā)展新的成型手段,從其成型的方式的改變來提高CoCrW合金的性能。國外已有變形成型的CoCrW合金,例如Stellite 6B合金,但是只能成型形狀簡單形狀的零件,而且由于CoCrW合金硬度高,脆性大,后續(xù)加工費用過高,所以并不理想。近年來,有研究人員采用粉末冶金的手段成型CoCrW合金,發(fā)現(xiàn)粉末冶金工藝成型的CoCrW合金具有優(yōu)異的性能。為進一步研究粉末冶金工藝成型的CoCrW合金組織及其力學性能,本工作采用了真空熱壓工藝成型CoCrW合金,在此基礎上展開了對CoCrW合金顯微組織及力學性能的研究。本文在粉末DSC的數(shù)據(jù)之上,制定了真空熱壓工藝,采用自制的真空熱壓爐成型了CoCrW合金。為了提高熱壓成型CoCrW合金的力學性能,本文在熱壓成型CoCrW合金的DSC數(shù)據(jù)之上制定了固溶處理制度。為了對比研究真空熱壓CoCrW合金的組織及力學性能,采用鑄造的方法成型了CoCrW合金。利用SEM,EDS,XRD和TEM等手段探究了CoCrW合金相的組成,研究了真空熱壓成型CoCrW合金在固溶處理后后組織的變化,對比了鑄造與真空熱壓法成型的CoCrW合金的組織。通過硬度實驗,室溫單向拉伸實驗以及往復式球盤摩擦磨損實驗,系統(tǒng)研究了熱壓態(tài)、固溶態(tài)及鑄態(tài)CoCrW合金力學性能的變化。結(jié)果表明,熱壓態(tài)與固溶態(tài)CoCrW合金的組成相種類均為M23C6,M12C,Cr Co和g-Co,而鑄態(tài)CoCrW合金的組成相為g-Co、M12C和M23C6。固溶處理后合金中M23C6的含量降低,原始顆粒邊界大幅減少,合金的組織明顯粗化,基體發(fā)生固溶強化。固溶處理提高了經(jīng)熱壓成型的CoCrW合金的塑性和耐磨性能,適當溫度及時間的固溶處理也可以提高經(jīng)熱壓成型的CoCrW合金的硬度,但是過高溫度、過長時間的固溶處理會降低其硬度,合金的抗拉強度則會隨著固溶溫度的升高、固溶時間的延長先增高后降低。鑄態(tài)CoCrW合金的抗拉強度和塑性均優(yōu)于熱壓態(tài)CoCrW合金,但將經(jīng)熱壓成型的CoCrW合金進行適當?shù)墓倘芴幚砗?固溶態(tài)CoCrW合金的抗拉強度和塑性均可優(yōu)于鑄態(tài)CoCrW合金。鑄態(tài)CoCrW合金的硬度及耐磨性能則比熱壓態(tài)CoCrW合金的低。
【學位單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TG146.16
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鈷基合金
        1.1.1 鈷基合金的四種類型
            1.1.1.1 鈷基磁合金
            1.1.1.2 鈷基高溫合金
            1.1.1.3 鈷基醫(yī)用合金
            1.1.1.4 鈷基耐磨合金
        1.1.2 鈷基合金的研究現(xiàn)狀
    1.2 CoCrW合金
        1.2.1 CoCrW合金的特點
        1.2.2 CoCrW合金的制備方法
            1.2.2.1 鑄造CoCrW合金
            1.2.2.2 變形CoCrW合金
            1.2.2.3 噴涂CoCrW合金
            1.2.2.4 粉末冶金CoCrW合金
        1.2.3 CoCrW合金的熱處理措施
            1.2.3.1 固溶處理
            1.2.3.2 中間處理
            1.2.3.3 時效處理
        1.2.4 CoCrW合金的研究現(xiàn)狀
    1.3 粉末冶金技術
    1.4 研究意義和主要內(nèi)容
第二章 實驗材料和方法
    2.1 實驗材料
    2.2 真空熱壓裝置
    2.3 CoCrW合金成型方法及熱處理制度
    2.4 CoCrW合金分析測試方法
第三章 CoCrW合金的成型及熱處理
    3.1 CoCrW合金粉末成分分析及其微觀形貌
    3.2 CoCrW合金粉末熱物性分析
    3.3 CoCrW合金粉末XRD分析
    3.4 熱壓成型CoCrW合金
    3.5 熱壓態(tài)CoCrW合金塊熱物性分析及固溶處理
    3.6 鑄造成型CoCrW合金
    3.7 本章小結(jié)
第四章 CoCrW合金的顯微組織分析
    4.1 CoCrW合金宏觀形貌
        4.1.1 熱壓態(tài)CoCrW合金宏觀形貌
        4.1.2 鑄態(tài)CoCrW合金宏觀形貌
    4.2 熱壓態(tài)CoCrW合金化學成分
    4.3 合金孔隙及致密度
    4.4 CoCrW合金微觀組織
        4.4.1 熱壓態(tài)與固溶態(tài)CoCrW合金微觀組織
        4.4.2 鑄態(tài)CoCrW合金微觀組織
    4.5 本章小結(jié)
第五章 CoCrW合金的力學性能分析
    5.1 CoCrW合金硬度
        5.1.1 熱壓態(tài)與鑄態(tài)CoCrW合金硬度
        5.1.2 熱壓態(tài)與固溶態(tài)CoCrW合金硬度
    5.2 CoCrW合金拉伸性能
        5.2.1 鑄態(tài)與熱壓態(tài)CoCrW合金拉伸性能對比研究及斷口分析
        5.2.2 熱壓態(tài)與固溶態(tài)CoCrW合金拉伸性能對比及斷口分析
    5.3 CoCrW合金耐磨性能
        5.3.1 鑄態(tài)及熱壓態(tài)CoCrW耐磨性能對比研究
        5.3.2 熱壓態(tài)及固溶態(tài)CoCrW合金耐磨性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文

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