本文關(guān)鍵詞：NiAl-2.5Ta-7.5Cr基合金的腐蝕磨損特性

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【摘要】：長程有序金屬間化合物Ni Al具有高熔點、高導(dǎo)熱率、低密度以及優(yōu)異的抗腐蝕性能等優(yōu)點,在航空領(lǐng)域、涂層等方面具有潛在的應(yīng)用前景。隨著工業(yè)的發(fā)展,耐磨蝕合金的需求日益增加。本論文試圖研制一種適用于既耐腐蝕又抗磨損材料,并全面考察其在酸、堿環(huán)境下的摩擦學(xué)特性。根據(jù)耐磨蝕材料的設(shè)計原則,結(jié)合Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金良好的摩擦學(xué)特性,探索合金在腐蝕工況下的摩擦磨損特性,選取Ni Al-2.5Ta-7.5Cr為基材合金,采用摩擦磨損試驗機測試了合金在5%Na OH溶液中的腐蝕磨損性能,采用靜態(tài)腐蝕、穩(wěn)態(tài)極化曲線等方法研究了合金的耐腐蝕性能。結(jié)果表明,合金的耐堿磨蝕性能和耐堿腐蝕性能均優(yōu)于316 L不銹鋼。合金良好的的堿腐蝕磨損性能源于:Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金磨損表面較光滑、平整,且生成了Al2(OH)4Cr O4,部分隔離了Si3N4與Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金。通過添加微量B元素對Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金進行改性,實驗結(jié)果表明,合金的塑性均有所提高。在5%Na OH中,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B合金的耐磨蝕性能較基材有明顯提高,耐蝕性能略差。結(jié)果表明,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B合金良好的耐磨蝕性能是由于合金對磨表面的硬質(zhì)氧化物顆粒的支撐作用使Si3N4對Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B的犁削作用遠遠小于對Ni Al-2.5Ta-7.5Cr合金的犁削作用。然而,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-3B在堿中生成的Al(OH)3等兩性氧化物溶解,造成腐蝕率增加。在5%H2SO4溶液中,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-1B合金的耐磨蝕性能優(yōu)于其他合金,表現(xiàn)出良好的耐磨蝕特性。分析表明,Ni Al-2.5Ta-7.5Cr-1B合金在酸溶液中易鈍化成膜;形成的表面膜耐蝕性能比較好,對材料流失表現(xiàn)出較好的抑制能力;表面膜中的白色物質(zhì)具有較好的塑性,在經(jīng)受摩擦力后表現(xiàn)出較好的延展性牢固的附著在表面膜上,有助于在滑動磨損過程中保存物質(zhì)膜完整的覆蓋在合金磨損表面,使得腐蝕加速磨損作用被抑制。合金的耐酸腐蝕性能優(yōu)于耐堿腐蝕性能。從材料自身綜合性能指標(biāo)出發(fā),降低作用過程中腐蝕與磨損的交互作用增量,從而較大幅度地減少材料流失量。
【關(guān)鍵詞】：Ni Al-2.5Ta-7.5Cr基合金 磨蝕性能 耐蝕性能 磨損機制
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.15
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 前言10-11
• 1.2 腐蝕磨損的分類11-12
• 1.3 特殊介質(zhì)腐蝕磨損的理論模型12-14
• 1.3.1 材料的機械去除模型12
• 1.3.2 氫致磨損理論模型12
• 1.3.3 腐蝕磨損交互作用理論模型12-14
• 1.4 電化學(xué)腐蝕磨損的影響因素14
• 1.4.1 腐蝕介質(zhì)14
• 1.4.2 材料性質(zhì)14
• 1.4.3 機械因素14
• 1.5 腐蝕磨損的測試和研究方法14-16
• 1.6 NiAl基合金的研究進展16-17
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容與意義17-20
• 第二章 實驗材料及研究方法20-26
• 2.1 實驗材料和制備20-21
• 2.2 實驗設(shè)備和試劑21-22
• 2.3 實驗研究方案22-23
• 2.4 材料的性能測試23-24
• 2.4.1 力學(xué)性能23
• 2.4.2 腐蝕磨損試驗23-24
• 2.4.3 腐蝕實驗24
• 2.5 材料形貌表征24-26
• 第三章 NiAl2.5Ta7.5Cr合金的堿腐蝕磨損性能26-36
• 3.1 實驗部分26
• 3.2 結(jié)果與討論26-34
• 3.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr和 316L的堿腐蝕磨損性能26-29
• 3.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr合金磨損表面接觸變形狀態(tài)分析29-30
• 3.2.3 NiAl2.5Ta7.5Cr合金的耐堿腐蝕性能30-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第四章B改性合金在堿腐蝕工況下的磨損特性36-48
• 4.1 實驗部分36
• 4.2 結(jié)果和討論36-47
• 4.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的組織與力學(xué)性能36-39
• 4.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的堿腐蝕磨損性能39-43
• 4.2.3 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的耐堿腐蝕性能43-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金在酸中的磨損特性48-62
• 5.1 實驗部分48
• 5.2 結(jié)果和討論48-60
• 5.2.1 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的酸腐蝕磨損性能48-55
• 5.2.2 NiAl2.5Ta7.5Cr基合金的耐酸腐蝕性能55-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文結(jié)論62
• 6.2 工作展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 附錄70

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本文編號：871478