本文關(guān)鍵詞：真空熔覆碳化鎢增強鎳基合金熔覆層組織及性能的研究

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【摘要】：本課題采用真空熔覆技術(shù),在不同熔覆溫度和不同WC含量條件下,在45#鋼表面制備了碳化鎢增強鎳基合金復(fù)合層;采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡觀察試樣微觀形貌,用XRD分析物相組成;采用洛氏硬度計、顯微硬度計進行力學(xué)性能測試;進行耐磨試驗和腐蝕試驗評價熔覆層和母材耐磨耐蝕性能。研究結(jié)果表明,熔覆試樣包括熔覆層、過渡層和母材三部分。熔覆層粘結(jié)相以奧氏體(Ni2.9Cr0.7Fe0.36,Fe Ni)為主,增強相有WC和W2C兩種,此外還有條塊狀碳化物(Cr7C3,(Cr,Fe)7C3)、硼化物、硅化物以及WC和鎳基合金反應(yīng)形成的復(fù)相碳化物等;過渡層為富含Cr、Fe的鎳基合金,其耐腐蝕性能和韌性都較好,過渡層的形成說明熔覆層和母材達到了牢固的冶金結(jié)合;母材中靠近熔覆層區(qū)域組織以珠光體為主,其他部分為珠光體和鐵素體混合組織。WC含量低于20%時,各熔覆溫度試樣的熔覆層均較為致密,但耐磨性較差。當(dāng)WC含量提高到30%以上,在較低熔覆溫度條件下,熔覆層氣孔率高,表面形貌差,隨著熔覆溫度升高,熔覆層致密性提高,表面形貌得到改善,但WC溶解反應(yīng)量也會逐步增加,熔覆層耐磨性和洛氏硬度會相應(yīng)降低。所以,合理的熔覆溫度為1225℃。在1225℃熔覆溫度各熔覆試樣中,WC含量小于30%時,熔覆層耐磨性會隨著WC含量升高而提高,當(dāng)WC含量達到30%時,熔覆層耐磨性能是母材的6倍,WC在熔覆層中均勻分布。如果繼續(xù)增加WC量,熔覆層中孔洞增多,WC較易脫落,耐磨性能不再提升。各試樣熔覆層耐腐蝕性能均在母材的10倍以上。因此,WC合適加入量為30%。通過正火,水淬,油淬處理,母材耐磨性能有一定提高,熔覆層組織性能變化不大。淬火處理工藝中,過渡層處出現(xiàn)淬火裂紋幾率較大,淬火裂紋會影響熔覆層和母材結(jié)合強度。熱處理工藝選取正火工藝。綜合考慮成本,性能等多種因素,選擇熔覆溫度為1225℃,WC加入量為30%,得到的熔覆層耐磨性能是母材的6倍以上,耐腐蝕性能是母材10倍以上,洛氏硬度接近40HRC,熔覆層對母材強化作用明顯。
【關(guān)鍵詞】：真空熔覆 熔覆層 鎳基合金 碳化鎢 耐磨性 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(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4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 研究背景10
• 1.2 提高材料耐磨耐蝕性能方法10-15
• 1.2.1 耐磨蝕材料11-12
• 1.2.2 表面技術(shù)12-15
• 1.3 選題意義及主要研究內(nèi)容目標(biāo)15-16
• 1.4 研究技術(shù)路線16-17
• 2 試驗方案設(shè)計及組織性能檢測方法17-28
• 2.1 母材預(yù)處理17
• 2.2 熔覆層材料17-21
• 2.2.1 鎳基合金粉末17-19
• 2.2.2 WC顆粒19-21
• 2.3 熔覆工藝21-24
• 2.3.1 熔覆流程21-23
• 2.3.2 工藝參數(shù)的設(shè)定23-24
• 2.4 熱處理工藝24
• 2.5 性能檢測與微觀組織分析方法24-28
• 2.5.1 硬度測試24-25
• 2.5.2 耐磨試驗25-26
• 2.5.3 腐蝕試驗26-27
• 2.5.4 顯微組織觀察及物相分析27-28
• 3 熔覆溫度對熔覆層組織、性能的影響28-52
• 3.1 熔覆溫度對組織影響29-43
• 3.1.1 熔覆溫度對結(jié)合界面影響29-33
• 3.1.2 熔覆溫度對熔覆層致密度影響33-35
• 3.1.3 熔覆層粘結(jié)相組織分析35-38
• 3.1.4 WC溶解方式探討38-43
• 3.2 熔覆溫度對性能影響43-50
• 3.2.1 熔覆溫度對洛氏硬度影響43-45
• 3.2.2 熔覆溫度對耐磨性能影響45-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 4 WC含量對熔覆層性能的影響52-61
• 4.1 WC含量對顯微硬度的影響52-55
• 4.2 WC含量對耐磨性的影響55-57
• 4.3 WC含量對耐蝕性能的影響57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 5 熱處理工藝61-70
• 5.1 熱處理工藝目的61-63
• 5.2 熱處理對熔覆層及母材組織性能影響63-69
• 5.2.1 熱處理對熔覆層組織及性能的影響63-68
• 5.2.2 熱處理對母材組織性能的影響68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 6 結(jié)論及展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-75
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果75-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢希學(xué);邸新杰;;一種鎳基高溫合金熔敷金屬的組織及性能[J];焊接學(xué)報;2014年09期

2 黃浩科;李祖來;山泉;蔣業(yè)華;侯占東;;碳化鎢/鋼基復(fù)合材料的界面重熔[J];材料研究學(xué)報;2014年03期

3 袁有錄;李鑄國;;Ni60A+WC增強梯度涂層中WC的溶解與碳化物的析出特征[J];材料工程;2013年11期

4 蔣濤;雷新榮;吳紅丹;張躍峰;;熱處理工藝對碳鋼硬度的影響[J];熱加工工藝;2011年04期

5 周圣豐;曾曉雁;;激光感應(yīng)復(fù)合快速熔覆Fe基WC涂層的顯微組織特征[J];中國激光;2010年04期

6 王智慧;楊愛弟;張?zhí)?賀定勇;;真空熔覆WC顆粒增強復(fù)合涂層中WC溶解行為的研究[J];材料工程;2008年09期

7 高頌;劉金海;邊泊乾;徐卓;;等溫淬火工藝對ADI耐磨性的影響[J];鑄造技術(shù);2008年03期

8 蔣業(yè)華;李祖來;葉小梅;周榮;羊浩;;碳化鎢顆粒在WC/Fe基復(fù)合材料基體中的斷裂和熔解[J];鑄造;2007年05期

9 向波;謝志剛;賀躍輝;黃艷華;;金剛石制品用Fe-Co-Cu預(yù)合金粉末的制備及其粒度控制[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2007年02期

10 尤顯卿;宋雪峰;張成軍;馬建國;黃曼平;;電冶稀土WC鋼結(jié)硬質(zhì)合金中碳化物特征的研究[J];材料熱處理學(xué)報;2006年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王群;熱噴涂（焊）金屬WC涂層組織、性能及抗磨粒磨損行為研究[D];湖南大學(xué);2011年

2 黃新波;真空熔覆Ni基合金—碳化鎢和Co基合金—碳化鎢復(fù)合涂層的制備及性能研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊勇;含WC鎳基合金粉末熔覆工藝及熔覆層組織和性能研究[D];鄭州大學(xué);2014年

2 張嚴;碳化鎢顆粒增強高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層組織及性能的研究[D];鄭州大學(xué);2014年

3 惠枝;硼元素對1Cr17不銹鋼在酸性介質(zhì)中腐蝕行為的影響[D];蘭州理工大學(xué);2013年

4 靜豐羽;等離子熔覆—注射B_4C熔覆層組織及性能的研究[D];鄭州大學(xué);2013年

5 魏鑫;45鋼表面感應(yīng)熔覆Ni60涂層及WC-Ni60復(fù)合涂層的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

6 李猛;奧—貝球鐵的組織及耐磨性研究[D];東北大學(xué);2008年

7 趙麗美;鎳基自熔性合金粉末的制備及其涂層耐蝕性能的研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

8 丁星妤;切割花崗巖的預(yù)合金粉末胎體金剛石鋸片的研究[D];中南大學(xué);2007年

9 董志紅;WC/Ni基合金復(fù)合涂層耐磨性研究[D];四川大學(xué);2004年

10 岑啟宏;碳化鎢顆粒增強鋼鐵基局部復(fù)合材料及其應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2001年

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