核閥工作者需要研制更為先進(jìn)的密封面堆焊材料、不斷優(yōu)化完善密封面堆焊工藝方案、尋求有效的堆焊層表面改性方法,達(dá)到提升核閥功能性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性的目的,以適應(yīng)核電建設(shè)發(fā)展和核動(dòng)力裝置工作參數(shù)提高的需要。以Stellite 6為代表的Co Cr-A類鈷基合金材料極大地滿足了閥門(mén)密封面對(duì)耐腐蝕、耐沖蝕、耐氣蝕、抗擦傷、抗墊傷、抗劃傷、高溫紅硬性和高溫抗氧化性等使用性能的需要,提升了金屬密封型核閥的密封性和可靠性。但由于含Co量在50%以上,在長(zhǎng)期核輻照條件下能吸收中子而造成長(zhǎng)期的放射性污染,與核系統(tǒng)的要求不適應(yīng)。研制大幅度降低Co含量的堆焊新材料,研究利用激光熔覆工藝特有的覆層組織極細(xì)、成分及稀釋率可控、熱變形小、硬度高的比較優(yōu)勢(shì),制備出滿足核閥技術(shù)要求、測(cè)試要求及驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)的堆焊層,突破使用代鈷材料的禁區(qū),無(wú)疑具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)深入研究核閥的使用工況、密封面的損壞機(jī)理及失效形式,考察鈷基合金各元素在激光熔覆層中的強(qiáng)化作用,并基于堆焊工藝性和稀釋率的角度,確定出成形熔覆層的主要成分控制范圍,以及合金粉末中的元素含量,配制出具有無(wú)鎢低碳中鈷特征的FCo-5合金粉末。采用預(yù)涂敷法...

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 核閥的工作條件與技術(shù)要求
        1.1.1 核閥的工作條件
        1.1.2 對(duì)核閥的技術(shù)要求
    1.2 核閥密封面的強(qiáng)化工藝及其研究現(xiàn)狀
        1.2.1 核閥密封面的損壞機(jī)理及失效型式
        1.2.2 核閥密封面的堆焊工藝及工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
    1.3 激光熔覆核閥密封面技術(shù)及研究現(xiàn)狀
    1.4 研發(fā)無(wú)鎢低碳中鈷類核閥密封面堆焊材料的意義
        1.4.1 鈷基合金作為密封面堆焊材料的優(yōu)勢(shì)
        1.4.2 研發(fā)無(wú)鎢低碳中鈷類鈷基合金的目的和意義
    1.5 開(kāi)展熔覆核閥密封面離子注入改性研究的意義
    1.6 論文的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題
第2章 核閥密封面激光熔覆FCO-5 合金粉末涂層的研究
    2.1 原材料與樣品制備
        2.1.1 原材料與預(yù)處理
        2.1.2 激光熔覆設(shè)備及工藝參數(shù)
    2.2 熔覆層測(cè)試與分析
        2.2.1 橫斷面形貌
        2.2.2 快速凝固微觀組織特征
        2.2.3 元素及相分析
        2.2.4 顯微硬度檢測(cè)與分析
    2.3 高溫硬度測(cè)試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 FCO-5 激光熔覆層截形與顯微硬度關(guān)系的調(diào)控研究
    3.1 調(diào)控覆層截形與顯微硬度關(guān)系的意義
    3.2 FCO-5 熔覆道截形曲率半徑擬合模型與計(jì)算模型的建立
    3.3 調(diào)控FCO-5 覆層截形與顯微硬度關(guān)系的優(yōu)化模型
        3.3.1 基本公式的推導(dǎo)
        3.3.2 調(diào)控優(yōu)化模型的建立
    3.4 本章小結(jié)
第4章 核閥密封面激光多道熔覆STELLITE 6 合金粉末涂層的研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料及激光熔覆實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 激光熔覆實(shí)驗(yàn)
    4.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及分析
        4.2.1 多道搭接熔覆層形貌
        4.2.2 多道搭接熔覆層的微觀組織特征
        4.2.3 多道搭接熔覆層的元素及相分析
        4.2.4 多道搭接熔覆層顯微硬度分布曲線的數(shù)學(xué)模型
    4.3 本章小結(jié)
第5章 碳離子注入對(duì)STELLITE 6 激光熔覆層表面性能影響的研究
    5.1 樣品材料及預(yù)處理
    5.2 碳離子注入設(shè)備及工藝參數(shù)
        5.2.1 C⁺注入設(shè)備
        5.2.2 C⁺注入工藝參數(shù)
    5.3 高溫、大劑量碳離子注入對(duì)覆層表面化學(xué)成分和微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
    5.4 大劑量碳離子注入對(duì)覆層表面粗糙度的影響
    5.5 高溫、大劑量碳離子注入對(duì)覆層顯微硬度的影響
    5.6 高溫、大劑量碳離子注入對(duì)覆層摩擦磨損性能的影響
    5.7 碳離子注入對(duì)覆層耐腐蝕性能的影響
    5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3914137