發(fā)布時間：2017-07-07 07:13

  本文關(guān)鍵詞：Ni單元素基合金表面激光高熵合金化的研究

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【摘要】：多主元高熵合金是5種及以上主元，且每種主元原子分數(shù)在5%-35%之間的新型合金。高熵合金具有許多優(yōu)良的性能，高硬度，，良好的耐磨性，耐高溫和抗氧化性能最為突出，尚未獲得廣泛的應(yīng)用，仍處于研究階段。 本試驗采用激光表面高熵合金化法，在Ni201表面成功的制備FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni（x=0，0.2，0.5，0.8，1.0）系激光高熵合金化層。采用X-射線衍射儀（XRD）及掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析儀（EDS）、摩擦磨損試驗機等對試樣進行微觀組織、成分結(jié)構(gòu)、高溫抗氧化性及摩擦磨損性能進行了分析與測試。 結(jié)果表明：FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化層的相組成均為簡單固溶體，其中FeCoCrAlCu/Ni及FeCoCrAlCuV0.2/Ni高熵合金的相組成為單一的FCC結(jié)構(gòu)；FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni（x=0.5，0.8，1.0）系激光高熵合金化層的相組成均為FCC+BCC混合結(jié)構(gòu)。隨著V含量的增加，F(xiàn)eCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化層的晶格常數(shù)增大，晶格畸變增加。FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化層主要由枝晶，柱狀晶和等軸晶組成。FeCoCrAlCuVx/Ni激光高熵合金化層中出現(xiàn)了Al的成分偏析，Al主要富集于枝晶內(nèi)，主元Co、Cr、V、Fe、Cu、Ni均勻分布于涂層中。FeCoCrAl/Ni最高硬度可達698HV，F(xiàn)eCoCrAlCuVx/Ni系激光高熵合金化層的硬度在335-668HV之間。隨V含量的增加，硬度逐漸增加，其中FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化層的硬度達到最高，達到668HV，約為基材的6倍。 FeCoCrAl/Ni及FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化層在900℃條件下具有良好的高溫抗氧化性。FeCoCrAl/Ni激光高熵合金化層的氧化物主要由Cr2O3及Al2O3組成，F(xiàn)eCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化層的氧化物主要由外氧化層的Cr2O3及Al2O3和內(nèi)氧化層的CuO組成。基材及三種激光高熵合金化層耐磨性由低到高順序：Ni201FeCoCrAlCu/NiFeCoCrAl/NiFeCoCrAlCuV/Ni。其中FeCoCrAlCuV/Ni激光高熵合金化層具有良好的耐磨性，約為基材Ni201的4.57倍。
【關(guān)鍵詞】：激光高熵合金化 高熵合金 硬度 高溫抗氧化性 摩擦磨損
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 金屬表面改性常用的幾種方法10-11
• 1.2 激光表面改性技術(shù)介紹11-14
• 1.2.1 激光加工概述11
• 1.2.2 激光表面改性技術(shù)的應(yīng)用11-12
• 1.2.3 激光合金化的工藝12
• 1.2.4 激光合金化的應(yīng)用12-13
• 1.2.5 激光合金化的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 高熵合金的介紹14-16
• 1.3.1 高熵合金的定義14-15
• 1.3.2 高熵合金的制備方法15
• 1.3.3 高熵合金的組織結(jié)構(gòu)15
• 1.3.4 高熵合金的微觀特性及性能特點15-16
• 1.4 高熵合金的研究現(xiàn)狀、發(fā)展前景及應(yīng)用16-17
• 1.4.1 高熵合金的研究現(xiàn)狀16
• 1.4.2 高熵合金的發(fā)展前景16-17
• 1.4.3 高熵合金的應(yīng)用17
• 1.5 本課題的意義及目的17-19
• 第2章 多主元高熵合金的制備及研究方法19-24
• 2.1 實驗材料19-20
• 2.1.1 基體材料19
• 2.1.2 激光高熵合金化層成分設(shè)計19-20
• 2.2 激光高熵合金化層的制備20-22
• 2.2.1 采用 Nd:YAG 固體脈沖激光器制備涂層20
• 2.2.2 采用半導體激光器制備涂層20
• 2.2.3 采用 CO_2激光器制備涂層20-22
• 2.3 激光高熵合金化層微觀形貌分析22
• 2.4 激光高熵合金化層相結(jié)構(gòu)分析22
• 2.5 激光高熵合金化層性能分析22-24
• 2.5.1 激光合金化層硬度性能分析22
• 2.5.2 激光高熵合金化層摩擦磨損性能分析22-23
• 2.5.3 激光高熵合金化層熱分析23
• 2.5.4 激光高熵合金化層高溫抗氧化性能分析23-24
• 第3章 實驗結(jié)果與分析24-60
• 3.1 Nd:YAG 激光器制備高熵合金化層24-29
• 3.1.1 Nd:YAG 激光器制備高熵合金化層相結(jié)構(gòu)24-25
• 3.1.2 Nd:YAG 激光器制備高熵合金化層微觀組織形貌25-28
• 3.1.3 Nd:YAG 激光器制備高熵合金化層硬度分析28-29
• 3.2 半導體激光器制備高熵合金化層29-38
• 3.2.1 半導體激光器制備高熵合金化層工藝參數(shù)優(yōu)化29-30
• 3.2.2 半導體激光器制備高熵合金化層相結(jié)構(gòu)30-32
• 3.2.3 半導體激光器制備高熵合金化層微觀組織形貌32-35
• 3.2.4 半導體激光器制備高熵合金化層熵值計算35-37
• 3.2.5 半導體激光器制備高熵合金化層硬度分析37-38
• 3.3 CO_2激光器制備高熵合金化層38-50
• 3.3.1 CO_2激光器制備高熵合金化層相結(jié)構(gòu)39-40
• 3.3.2 CO_2激光器制備高熵合金化層微觀組織形貌40-43
• 3.3.3 CO_2激光器制備高熵合金化層成分分析43-45
• 3.3.4 CO_2激光器制備高熵合金化層熱力學分析45-48
• 3.3.5 CO_2激光器制備高熵合金化層硬度分析48-50
• 3.4 三種激光器制備高熵合金化層對比分析50
• 3.5 激光高熵合金化層差熱分析50-51
• 3.6 激光高熵合金化層高溫抗氧化性能分析51-57
• 3.6.1 激光高熵合金化層氧化產(chǎn)物相分析51-53
• 3.6.2 激光高熵合金化層氧化產(chǎn)物表面形貌分析53-54
• 3.6.3 激光高熵合金化層氧化層截面形貌及成分分析54-57
• 3.7 激光高熵合金化層摩擦磨損性能分析57-60
• 3.7.1 激光高熵合金化層磨損形貌分析57-58
• 3.7.2 激光高熵合金化層耐磨性分析58-60
• 第4章 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-64
• 在學研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻】

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本文編號：529243