隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,海洋資源得到快速開發(fā),進而對海洋工業(yè)設(shè)備的性能提出了更高的要求。面對海水里復雜的離子環(huán)境和海邊高濕度、高鹽分氣候,對海洋用鋼的耐腐蝕性能與力學性能提出了更高的要求。本文采用激光熔覆技術(shù)針對稀土氧化物改性的316L涂層進行研究,分別采用Axioskop2型光學顯微鏡、HVS-1000型數(shù)顯顯微硬度計、電化學工作站、鹽霧實驗箱、往復摩擦磨損等方法分別測試了熔覆層的顯微組織、表面硬度和耐蝕性以及耐磨性等性能。研究結(jié)果表明,稀土氧化物CeO₂以及La₂O₃的加入可對316L涂層性能產(chǎn)生影響,稀土氧化物的加入可以細化晶粒,顯著提升了涂層的耐蝕性、硬度。當添加量都為2%時晶粒細化程度達到峰值且硬度最高,耐蝕性最優(yōu)。往復摩擦磨損的實驗結(jié)果表明,涂層對基體耐磨性的影響甚小,并未明顯提高基體耐磨性,CeO₂和La₂O₃的添加也并未明顯影響熔覆層耐磨性。鹽霧實驗結(jié)果表明,在316L樣品表面可以發(fā)現(xiàn)明顯的點蝕現(xiàn)象,但加入稀土氧化物后,涂層表面點蝕坑的尺寸... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

遼寧科技論文碩士學位論文15圖2.2熔覆層形貌Fig.2.2claddinglayermorphology圖2.3（a）-（d）給出了熔覆層頂部的SEM照片，可以清晰地看出，熔覆層底部均由平面晶組成；圖2.3（e）-（h）給出了熔覆層中部的SEM照片，可以看出熔覆層中部均由枝狀晶構(gòu)成；圖2.3（i）-（l）給出了熔覆層底部的SEM照片，可以看出熔覆層底部均由致密的等軸晶粒構(gòu)成。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，通過CeO2改性的熔覆層。底部，中部，頂部的晶粒尺寸均得到細化，這是由于大量稀土元素偏析，釘扎和吸附在晶界活性點上，從而降低系統(tǒng)的吉布斯自由能和晶粒生長的驅(qū)動力，抑制擴散，阻礙晶體的生長并加劇其分支，從而起到細化晶粒的作用[46]。但隨著CeO2含量的增加，熔覆層中晶粒尺寸并未一直減小，當增加到3%時反而導致增大，這是由于稀土對激光輻照的能量吸收率影響很大，所以稀土氧化物過量的加入導致組織結(jié)構(gòu)的改變，降低CeO2細化晶粒的功能。綜上所述，通過熔覆層組織結(jié)構(gòu)的對比，可以發(fā)現(xiàn)CeO2的添加并未改變?nèi)鄹矊酉嘟M成，只改變了熔覆層晶粒尺寸，同時可發(fā)現(xiàn)在添加CeO2含量為2%時，熔覆層晶粒細化效果最為明顯，這與XRD得出的結(jié)果相吻合。

2.激光熔覆CeO2改性316L涂層16圖2.3激光熔覆層的橫截面形態(tài)（a）、（e）、（i）0%CeO2；（b）、（f）、（j）1%CeO2；（c）、（g）、（k）2%CeO2；（d）、（h）、（l）3%CeO2Fig.2.3Cross-sectionalmorphologyoflasercladdingcoating(a)、(e)、(i)0%CeO2;(b)、(f)、(j)1%CeO2;(c)、(g)、(k)2%CeO2;(d)、(h)、(l)3%CeO22.4涂層性能的實驗與分析2.4.1涂層階梯硬度實驗圖2.4為從基體到熔覆層的硬度測試結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)CeO2改性后的316L涂層的硬度明顯高于基體硬度，最高為213HV，相對基體硬度提高了29%。分析硬度提升原因，主要是由于激光熔覆過程中的快速冷凝，使晶粒來不及長大就結(jié)晶完畢，從而出現(xiàn)細晶強化。同時CeO2的加入，為結(jié)晶提供了非均勻形核核心，阻礙枝晶繼續(xù)生長，進一步細化晶粒，有效的提高了熔覆層硬度。得到的結(jié)果與SEM照片和OM照片得到的結(jié)果相吻合。

【參考文獻】：
期刊論文
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[6]激光功率對Cr12鋼鐵基熔覆層的組織和顯微硬度的影響[J]. 何力佳,王文峰,王函,孫曉幫.  鑄造. 2017(03)
[7]CeO2對超音速火焰噴涂WC-12Co涂層腐蝕行為的影響[J]. 岑升波,陳輝,劉艷,馬元明,吳影.  金屬學報. 2016(11)
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[9]掃描速度對鈦合金NiCoCrAlY熔覆涂層顯微組織及硬度的影響[J]. 許瑞華,黎向鋒,左敦穩(wěn),王宏宇,江世好,李建忠.  稀有金屬. 2014(05)
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博士論文
[1]離子注入提高不銹鋼耐腐蝕和表面導電性能的研究[D]. 馮凱.上海交通大學 2012

碩士論文
[1]316L不銹鋼在工業(yè)應(yīng)用海水中的電化學和應(yīng)力腐蝕研究[D]. 吳恒.中國海洋大學 2012
[2]不銹鋼表面含CeO2高溫涂層的制備及其性能研究[D]. 呂晶.東北大學 2009
[3]激光熔覆制備耐磨耐蝕涂層[D]. 王一博.哈爾濱工程大學 2009



本文編號：3459800