本文關(guān)鍵詞：鋯鈦合金微弧氧化與激光表面改性研究

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【摘要】：本文以工業(yè)工業(yè)純鋯(Zr702)和新型鋯基合金(ZrTiAlV)為研究對象,利用微弧氧化陶瓷涂層制備裝置和激光加工處理成套裝置開展了微弧氧化和激光表面處理試驗(yàn),采用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、顯微硬度計(jì)、納米壓痕儀、低溫真空摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等分析測試手段對處理后Zr702和ZrTiAlV合金的顯微組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及摩擦磨損性能進(jìn)行了研究。經(jīng)過微弧氧化處理后,Zr702和ZrTiAlV合金表面均獲得了一層陶瓷氧化層,平均厚度分別為2μm和2.5μm,膜層由疏松層和致密層兩部分組成;Zr702表面得到的陶瓷層主要由M-ZrO2和T-ZrO2構(gòu)成,且以M-ZrO2居多;ZrTiAlV合金表面陶瓷層主要由ZrTiO4及少量ZrO2組成。硬度測試結(jié)果表明,微弧氧化處理使Zr702和ZrTiAlV合金表面納米硬度顯著提高,其原因在于表面生成了高強(qiáng)度陶瓷氧化物。摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明,微弧氧化后,Zr702和ZrTiAlV合金在室溫大氣和低溫真空環(huán)境條件下平均摩擦系數(shù)和磨損量均低于處理前,表現(xiàn)出較為優(yōu)異的耐磨特性。經(jīng)過激光表面淬火或激光表面熔凝處理后,ZrTiAlV合金表面獲得了具有一定深度的改性層。激光表面淬火后,ZrTiAlV合金截面可區(qū)分為熱影響區(qū)和基體兩部分,熱影響區(qū)由粗大片狀β晶粒組成,這與快速冷卻時高溫β相來不及轉(zhuǎn)變?yōu)棣料喽槐Ａ粝聛碛嘘P(guān);激光表面熔凝后截面可分為重熔區(qū)、熱影響區(qū)和基體三部分,重熔區(qū)由粗大片狀β晶粒組成,這與熔池冷卻過程中β晶粒外延生長有關(guān)。硬度測試結(jié)果表明,激光表面處理后,ZrTiAlV合金改性區(qū)的顯微硬度均明顯低于處理前,熱影響區(qū)與基體過渡區(qū)顯微硬度明顯上升;激光表面處理后ZrTiAlV合金表面納米硬度均沒有得到明顯提高,原因在于改性區(qū)粗大的晶粒組織。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)激光表面處理后,ZrTiAlV合金表面的平均摩擦系數(shù)和磨損量均未發(fā)生明顯變化,說明激光表面處理對鋯基合金摩擦磨損性能的改性效果有限。
【關(guān)鍵詞】：鋯基合金 微弧氧化 激光表面處理 組織性能 摩擦磨損
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 選題背景及研究意義9
• 1.2 鋯及鋯合金的發(fā)展與應(yīng)用9-10
• 1.3 鋯基合金的表面改性10-11
• 1.4 鋯基合金的微弧氧化11-15
• 1.4.1 微弧氧化的影響因素11-12
• 1.4.2 微弧氧化的特點(diǎn)12-13
• 1.4.3 研究現(xiàn)狀與分析13-15
• 1.5 鋯基合金的激光表面處理15-20
• 1.5.1 激光表面淬火和表面熔凝的影響因素15-16
• 1.5.2 激光表面淬火和表面熔凝的特點(diǎn)16-17
• 1.5.3 研究現(xiàn)狀與分析17-20
• 1.6 主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法22-28
• 2.1 試驗(yàn)材料22
• 2.2 微弧氧化處理22-23
• 2.3 激光表面處理23-25
• 2.4 試樣制備加工25
• 2.5 分析測試方法25-28
• 2.5.1 金相顯微分析25-26
• 2.5.2 X射線衍射分析26
• 2.5.3 掃描電子顯微分析26
• 2.5.4 硬度測試26
• 2.5.5 摩擦磨損行為分析26-28
• 第3章 Zr702和ZrTiAlV合金微弧氧化改性研究28-47
• 3.1 引言28
• 3.2 Zr702微弧氧化改性研究28-37
• 3.2.1 顯微組織分析28-30
• 3.2.2 硬度分析30-32
• 3.2.3 摩擦磨損行為分析32-37
• 3.3 ZrTiAlV合金微弧氧化改性研究37-45
• 3.3.1 顯微組織分析37-39
• 3.3.2 硬度分析39-40
• 3.3.3 摩擦磨損行為分析40-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第4章 ZrTiAlV合金激光表面改性研究47-74
• 4.1 引言47
• 4.2 顯微組織分析47-58
• 4.2.1 激光表面淬火對顯微組織的影響48-52
• 4.2.2 激光表面熔凝對顯微組織的影響52-58
• 4.3 硬度分析58-64
• 4.3.1 激光表面淬火對硬度的影響58-61
• 4.3.2 激光表面熔凝對硬度的影響61-64
• 4.4 摩擦磨損行為分析64-72
• 4.4.1 激光表面淬火對摩擦磨損行為的影響64-68
• 4.4.2 激光表面熔凝對摩擦磨損行為的影響68-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：879659