發(fā)布時(shí)間：2021-10-26 16:06

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,海洋資源得到快速開發(fā),進(jìn)而對(duì)海洋工業(yè)設(shè)備的性能提出了更高的要求。面對(duì)海水里復(fù)雜的離子環(huán)境和海邊高濕度、高鹽分氣候,對(duì)海洋用鋼的耐腐蝕性能與力學(xué)性能提出了更高的要求。本文采用激光熔覆技術(shù)針對(duì)稀土氧化物改性的316L涂層進(jìn)行研究,分別采用Axioskop2型光學(xué)顯微鏡、HVS-1000型數(shù)顯顯微硬度計(jì)、電化學(xué)工作站、鹽霧實(shí)驗(yàn)箱、往復(fù)摩擦磨損等方法分別測(cè)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(duì)316L涂層性能產(chǎn)生影響,稀土氧化物的加入可以細(xì)化晶粒,顯著提升了涂層的耐蝕性、硬度。當(dāng)添加量都為2%時(shí)晶粒細(xì)化程度達(dá)到峰值且硬度最高,耐蝕性最優(yōu)。往復(fù)摩擦磨損的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,涂層對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在316L樣品表面可以發(fā)現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕現(xiàn)象,但加入稀土氧化物后,涂層表面點(diǎn)蝕坑的尺寸... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

遼寧科技論文碩士學(xué)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(duì)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(xì)化，這是由于大量稀土元素偏析，釘扎和吸附在晶界活性點(diǎn)上，從而降低系統(tǒng)的吉布斯自由能和晶粒生長的驅(qū)動(dòng)力，抑制擴(kuò)散，阻礙晶體的生長并加劇其分支，從而起到細(xì)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(dāng)增加到3%時(shí)反而導(dǎo)致增大，這是由于稀土對(duì)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(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)的改變，降低CeO2細(xì)化晶粒的功能。綜上所述，通過熔覆層組織結(jié)構(gòu)的對(duì)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(shí)可發(fā)現(xiàn)在添加CeO2含量為2%時(shí)，熔覆層晶粒細(xì)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(shí)驗(yàn)與分析2.4.1涂層階梯硬度實(shí)驗(yàn)圖2.4為從基體到熔覆層的硬度測(cè)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(duì)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(xì)晶強(qiáng)化。同時(shí)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(jìn)一步細(xì)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(xiàn)】：
期刊論文
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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(dǎo)電性能的研究[D]. 馮凱.上海交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]316L不銹鋼在工業(yè)應(yīng)用海水中的電化學(xué)和應(yīng)力腐蝕研究[D]. 吳恒.中國海洋大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2009



本文編號(hào)：3459800