本文關(guān)鍵詞：磁場和過渡層作用下激光熔覆Fe基非晶涂層的結(jié)構(gòu)及性能研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對機械產(chǎn)品零件的表面性能要求越來越高,不少工件要求在高速、高壓、重載及腐蝕介質(zhì)工況下可靠連續(xù)的工作。在普通金屬材料表面制備復合材料涂層,可以改善材料的表面性能,延長機電產(chǎn)品的使用壽命、減少環(huán)境污染。非晶材料由于具有較高的硬度、強度及良好的耐腐蝕性,在材料表面改性領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。本文用激光作為熱源,熔覆預涂覆在45鋼表面的合金粉末,利用激光快速加熱及冷卻的特性,制備Fe基熔覆涂層。并對熔覆層的微觀組織、非晶相、磁場和Ni-P過渡層對熔覆層的影響及熔覆層的磨損性能等進行了系統(tǒng)分析,研究了磁場和Ni-P過渡層對熔覆層的組織及性能的影響及規(guī)律。目前激光熔覆技術(shù)主要存在的問題為熔覆層均勻性和可控性差,生產(chǎn)效率低,粉末預置厚時往往會導致非晶熔覆層開裂,且晶化嚴重,同時技術(shù)僅使用于形狀簡單的平板、圓柱形零件。基于此我們創(chuàng)新性的提出了磁場輔助的激光熔覆技術(shù),通過外加磁場將熔覆粉末吸附在待處理零件表面,然后進行激光熔覆,從而實現(xiàn)在復雜零件表面激光熔覆非晶涂層。鑒于此,本論文研究了磁場強度對熔覆層玻璃成形能力的影響規(guī)律,表征在電磁作用下的凝固特征、組織結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的機理。為后期電磁場在激光熔覆領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。本論文所取得的結(jié)果如下:(1)目前直接激光熔覆非晶涂層無法獲得完全的非晶相。沿涂層厚度方向可將涂層分為3個區(qū)域,依次為細小的不定型晶粒、針狀晶粒和外延生長的樹枝晶。同時在磁場的作用下,隨著磁場強增加,激光熔覆層晶粒尺寸減小。(2)磁場使熔覆層組織均勻化,外加磁場使熔覆層硬度值沿涂層深度方向更加穩(wěn)定。(3)在基體表面預鍍一層Ni-P非晶層,激光熔覆后可以得到含非晶的熔覆層。隨著磁場強度的增加,熔覆層中的非晶含量也相應(yīng)的增加。(4)磁場的作用減弱了激光熔覆過程中熔體的流動,Ni-P熔覆層熔體阻隔非晶粉末熔體與基體熔體的混合,提高了熔覆層的玻璃成形能力。(5)在基體表面預鍍一層Ni-P非晶層,激光熔覆后可以得到含非晶的熔覆層的摩擦系數(shù)明顯變小,彎曲性能和抗沖擊韌性也得到改善。
【關(guān)鍵詞】：激光熔覆 Fe基非晶涂層 過渡層 組織 磁場
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 非晶態(tài)合金材料14-19
• 1.2.1 非晶態(tài)合金發(fā)展14-17
• 1.2.2 Fe基非晶合金17-19
• 1.3 激光制備非晶涂層19-22
• 1.3.1 激光上釉20
• 1.3.2 激光熔覆20-22
• 1.4 激光熔覆Fe基非晶涂層22-23
• 1.5 本文的研究意義及主要內(nèi)容23-25
• 1.5.1 本文的研究意義23-24
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容24-25
• 第二章試驗材料及試驗方法25-32
• 2.1 試驗材料25-26
• 2.1.1 母材金屬25
• 2.1.2 合金粉末25-26
• 2.2 試驗原理及設(shè)備26-28
• 2.2.1 試驗原理26-27
• 2.2.2 試驗設(shè)備27-28
• 2.3 試驗方法28-32
• 2.3.1 熔覆粉末的預置28-29
• 2.3.2 激光熔覆過程29-30
• 2.3.3 組織分析及性能測試30-32
• 第三章 磁場對激光熔覆Fe基非晶涂層的組織與性能的影響32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 磁場強度對熔覆層組織的影響32-35
• 3.2.1 熔覆層的相結(jié)構(gòu)32-33
• 3.2.2 磁場強度對熔覆層晶粒尺寸的影響33-35
• 3.3 磁場作用下熔覆層微觀組織35-36
• 3.4 熔覆層中的偏析36-37
• 3.5 磁場強度對熔覆層硬度的影響37-40
• 3.6 小結(jié)40-41
• 第四章 過渡層對激光熔覆Fe基非晶涂層的影響41-47
• 4.1 引言41
• 4.2 實驗方法41-43
• 4.3 過渡層對熔覆層結(jié)構(gòu)的影響43-46
• 4.3.1 熔覆層的相結(jié)構(gòu)43-44
• 4.3.2 熔覆層的微觀形貌44-46
• 4.4 小結(jié)46-47
• 第五章過渡層和磁場對激光熔覆Fe基非晶涂層的共同影響47-64
• 5.1 引言47
• 5.2 實驗47
• 5.3 熔覆層的結(jié)構(gòu)分析47-55
• 5.3.1 熔覆層的相結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)47-50
• 5.3.2 熔覆層的元素分布50-54
• 5.3.3 熔覆層傳質(zhì)過程54-55
• 5.4 熔覆層顯微硬度55-58
• 5.5 摩擦磨損性能58-60
• 5.6 沖擊韌性60-61
• 5.7 彎曲性能對比分析61-62
• 5.8 小結(jié)62-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單69-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：611052