本文關(guān)鍵詞：高速電弧噴涂—激光重熔復(fù)合制備Fe基涂層的試驗研究

  更多相關(guān)文章： 高速電弧噴涂 激光重熔 FeCrNiAlBSi涂層 抗高溫氧化性 耐磨性

【摘要】：以不銹鋼帶包覆合適粒度及配比的Fe、Cr、Al、Ni等金屬粉,試制了FeCrNi、 FeCrAl、FeCrNiAl和FeCrNiAlBSi四種粉芯絲材,選用合適的高速電弧噴涂工藝參數(shù)成功制備了四種Fe基涂層。采用激光技術(shù)對FeCrNiAlBSi涂層進行重熔處理,探索合理的激光重熔工藝參數(shù)。使用金相顯微鏡、顯微硬度計、掃描電子顯微鏡(SEM)及附屬能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)等對比研究基體、FeCrNiAlBSi涂層及其激光重熔層的組織性能、耐摩擦磨損性能和抗高溫氧化性能。課題的主要研究結(jié)論如下：在0.5MPa空氣壓力下,以電弧電壓32-34V,電流200-220A制備的四種Fe基涂層截面組織均呈典型的層狀結(jié)構(gòu),其中FeCrNiAlBSi組織致密、孔隙率低,顯微硬度及與基體的結(jié)合強度較高,顯微硬度值約為501.0HV0.1～673.2HV0.1,存在較大的不均勻性,結(jié)合強度約為17.2MPa。FeCrNiAlBSi涂層主要由Fe-Cr相、金屬氧化物及少量孔隙組成。多次重熔實驗表明,采用激光功率280W、離焦量-0.5mm、掃描速度180mm/min和搭接率70%重熔得到的重熔層表面質(zhì)量較好,此時重熔層顯微硬度約為837.4HV0.1,均勻性較好,重熔合金區(qū)高度約為340μm。激光重熔后涂層內(nèi)部孔隙率大幅度降低,層狀組織消除,疊層之間、涂層與基體之間由機械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合,激光重熔層表面光潔度較好,重熔層主要由Fe-Cr相、Ni-Cr-Fe相等組成。高溫氧化實驗表明,600℃×48h條件下,激光重熔層抗高溫氧化性最好,氧化增重約為4.96mg/cm2,FeCrNiAlBSi涂層次之,氧化增重約為10.35mg/cm2。摩擦磨損實驗表明,基體、FeCrNiAlBSi涂層和激光重熔層的摩擦系數(shù)依次降低且趨于穩(wěn)定。激光重熔層耐磨性能最好,FeCrNiAlBSi涂層次之。FeCrNiAlBSi磨損量約為基體的一半,激光重熔層磨損量僅為基體的1/3。
【關(guān)鍵詞】：高速電弧噴涂 激光重熔 FeCrNiAlBSi涂層 抗高溫氧化性 耐磨性
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.442
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 選題背景及意義17-18
• 1.2 高速電弧噴涂技術(shù)18-22
• 1.2.1 原理和特點18-19
• 1.2.2 電弧噴涂材料19-21
• 1.2.3 高速電弧噴涂的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3 激光重熔技術(shù)22-24
• 1.3.1 激光重熔簡介22-23
• 1.3.2 激光重熔的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容與目的24
• 1.5 本章小結(jié)24-25
• 第二章 實驗材料、設(shè)備和方法25-32
• 2.1 實驗材料25
• 2.1.1 基體材料25
• 2.1.2 涂層材料25
• 2.2 實驗設(shè)備25
• 2.3 實驗方法25-31
• 2.3.1 粉芯絲材的制造25-26
• 2.3.2 高速電弧噴涂層制備26-27
• 2.3.3 激光重熔試驗27-28
• 2.3.4 顯微組織觀察28
• 2.3.5 硬度測試28
• 2.3.6 結(jié)合強度測試28-29
• 2.3.7 涂層高度及重熔高度測量29
• 2.3.8 高溫氧化實驗29-30
• 2.3.9 摩擦磨損實驗30-31
• 2.3.10 SEM掃描電鏡分析31
• 2.3.11 X射線衍射分析31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 Fe基電弧噴涂層研究32-45
• 3.0 前言32
• 3.1 涂層成分設(shè)計32-33
• 3.2 電弧噴涂工藝33-36
• 3.2.1 基體噴砂處理34
• 3.2.2 噴涂工藝參數(shù)34-36
• 3.3 噴涂層的組織與性能分析36-39
• 3.3.1 涂層金相組織觀察36-37
• 3.3.2 顯微硬度測試37-39
• 3.4 涂層結(jié)合強度分析39-40
• 3.5 涂層的截面SEM及EDS分析40-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 激光重熔工藝參數(shù)研究45-52
• 4.1 前言45
• 4.2 激光重熔工藝參數(shù)研究45-47
• 4.3 實驗結(jié)果分析47-50
• 4.3.1 重熔后宏觀形貌對比47-48
• 4.3.2 重熔層顯微硬度分析48
• 4.3.3 重熔合金區(qū)高度測量48-50
• 4.4 多道重熔搭接率的優(yōu)化50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 涂層及重熔層性能分析52-63
• 5.1 前言52
• 5.2 重熔層顯微組織分析52-53
• 5.3 重熔層SEM微觀形貌形貌觀察及EDS能譜分析53-54
• 5.4 XRD物相分析54-56
• 5.5 耐高溫氧化性能分析56-57
• 5.5.1 氧化增重曲線56
• 5.5.2 氧化后微觀組織分析56-57
• 5.6 耐磨性能分析57-61
• 5.6.1 實驗過程57
• 5.6.2 試樣摩擦系數(shù)及磨損量分析57-59
• 5.6.3 試樣的磨損形貌分析59-61
• 5.7 本章小結(jié)61-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 課題結(jié)論63-64
• 6.2 課題展望64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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