本文關(guān)鍵詞：鋯合金表面激光熔覆原位制備TiNZrN復(fù)合涂層的研究

  更多相關(guān)文章： 鋯合金 激光熔覆 原位反應(yīng) 顯微組織 激光搭接掃描

【摘要】：本文采用激光原位熔覆技術(shù),在鋯合金表面制備Ti N/Zr N復(fù)合涂層,以改善鋯合金作為核燃料包殼材料時(shí)的耐磨性與耐腐蝕性。分別采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度計(jì)等設(shè)備對激光熔覆層的宏觀形貌、顯微組織形貌、物相成分、顯微硬度等進(jìn)行了檢測分析,并初步研究了激光功率、掃描速度、搭接率等熔覆工藝參數(shù)對熔覆層質(zhì)量的影響。完成的主要工作與得到的結(jié)論如下:(1)分析總結(jié)了激光熔覆直接制備陶瓷相復(fù)合涂層時(shí)容易出現(xiàn)的問題,提出了采用激光原位熔覆的方法制備復(fù)合涂層,以提高陶瓷相的穩(wěn)定性及與基體的結(jié)合強(qiáng)度,達(dá)到提高熔覆層質(zhì)量的目的。(2)通過對激光熔覆涂層材料的設(shè)計(jì)與激光工藝參數(shù)的優(yōu)化,在鋯合金基體表面激光熔覆原位制備出了Ti N/Zr N復(fù)合涂層。結(jié)果表明,熔覆層整體氣孔和裂紋較少,且與基體呈良好的冶金結(jié)合;激光熔覆層的表層主要由樹枝晶組成,中部既有枝晶組織又有部分顆粒組織,熔覆層的底部由更細(xì)小的顆粒組織和纖維組織組成,且熔覆層主要由Zr、Zr N、Ti N等相組成。激光熔覆層的顯微硬度由表及里呈遞減變化,熔覆層顯微硬度最高值達(dá)到863 HV0.1,是鋯合金基體(約為180 HV0.1)的4.8倍。(3)在單道激光熔覆以及大面積激光熔覆中,通過對激光工藝參數(shù)(主要為激光功率、掃描速度、搭接率等)對涂層質(zhì)量影響的研究,分析了熔覆層表面形貌的變化規(guī)律。結(jié)果表明,隨激光能量密度的提高,熔覆層的表面形貌逐漸變好;采用激光搭接掃描后,可以很好地改善熔覆層的表面形貌,且隨著搭接率的增加,熔覆層的表面形貌得到提高。
【關(guān)鍵詞】：鋯合金 激光熔覆 原位反應(yīng) 顯微組織 激光搭接掃描
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 鋯合金表面改性技術(shù)11-14
• 1.3 鋯合金表面激光原位熔覆制備涂層14-17
• 1.3.1 激光原位熔覆技術(shù)14-15
• 1.3.2 鋯合金表面激光原位熔覆的材料選擇15-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)17-20
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 論文結(jié)構(gòu)18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2 激光熔覆實(shí)驗(yàn)方法20-22
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備20
• 2.2.2 粉末涂層制備20-21
• 2.2.3 激光熔覆工藝21-22
• 2.3 熔覆層的檢測與分析22-23
• 2.3.1 檢測試樣制備22
• 2.3.2 熔覆層組織形貌及物相分析22-23
• 2.3.3 熔覆層顯微硬度測試23
• 2.4 技術(shù)路線23-26
• 第3章 TiN/ZrN復(fù)合涂層激光原位熔覆制備及結(jié)果分析26-40
• 3.1 TiN/ZrN復(fù)合涂層的激光原位熔覆制備26
• 3.2 激光熔覆層不同工藝參數(shù)下的顯微組織26-33
• 3.3 激光熔覆層的相結(jié)構(gòu)分析33-35
• 3.4 激光熔覆層的顯微硬度及強(qiáng)化機(jī)制分析35-39
• 3.4.1 激光熔覆層的顯微硬度分析35-38
• 3.4.2 激光熔覆層中的強(qiáng)化機(jī)制分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 TiN/ZrN復(fù)合激光熔覆層的質(zhì)量初步優(yōu)化40-48
• 4.1 激光熔覆層中氣孔的產(chǎn)生及控制40-43
• 4.2 激光工藝參數(shù)對熔覆層表面質(zhì)量的影響43-44
• 4.3 搭接率對熔覆層表面質(zhì)量的影響44-47
• 4.3.1 激光熔覆多道搭接工藝44-45
• 4.3.2 激光熔覆多道搭接對熔覆層表面質(zhì)量的影響45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 主要研究結(jié)論48-49
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新成果49
• 5.3 研究工作展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 作者攻讀學(xué)位期間的科研成果55-56
• 致謝56

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