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密封面對耐腐蝕、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,在長期核輻照條件下能吸收中子而造成長期的放射性污染,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,制備出滿足核閥技術(shù)要求、測試要求及驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)的堆焊層,突破使用代鈷材料的禁區(qū),無疑具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。通過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,配制出具有無鎢低碳中鈷特征的FCo-5合金粉末。采用預(yù)涂敷法...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：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
        1.4.2 研發(fā)無鎢低碳中鈷類鈷基合金的目的和意義
    1.5 開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)、研究內(nèi)容以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
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 顯微硬度檢測與分析
    2.3 高溫硬度測試
    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覆層表面粗糙度的影響
    5.5 高溫、大劑量碳離子注入對覆層顯微硬度的影響
    5.6 高溫、大劑量碳離子注入對覆層摩擦磨損性能的影響
    5.7 碳離子注入對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：3914137