發(fā)布時(shí)間：2021-07-08 12:33

　　鋼鐵行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的作用,在該領(lǐng)域里,連鑄工藝因流程短效率高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,其生產(chǎn)效率和可靠性直接決定鋼鐵冶金的質(zhì)量和產(chǎn)量。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的關(guān)鍵部件,運(yùn)用于結(jié)晶器中的銅合金內(nèi)套質(zhì)量和使用壽命直接影響著鑄坯的質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。由于結(jié)晶器內(nèi)套長(zhǎng)期與鋼液直接接觸,服役條件苛刻,導(dǎo)致其成為水平連鑄生產(chǎn)線上關(guān)鍵的易耗件,隨著鋼鐵冶金的需求逐年遞增,結(jié)晶器內(nèi)套的使用量和報(bào)廢量也逐年增加,每年國內(nèi)冶金行業(yè)銅結(jié)晶器的消耗在20億元以上。因此,選擇合理高效的表面處理技術(shù),對(duì)結(jié)晶器銅合金內(nèi)套材料進(jìn)行表面改性,提高其耐高溫鋼液侵蝕、高溫摩擦磨損等性能,不僅可以提高銅合金內(nèi)套的使用壽命保證生產(chǎn)可靠性,還能降低生產(chǎn)成本,節(jié)約資源,滿足國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本文選擇了耐蝕、耐疲勞、導(dǎo)熱性良好的CuCo2Be合金作為結(jié)晶器內(nèi)套的基體材料,并對(duì)其進(jìn)行熱處理；合理設(shè)計(jì)了多涂層結(jié)構(gòu),選用高溫耐磨的Cr3C2-NiCr作為工作層,NiAl為打底層,來提高界面結(jié)合強(qiáng)度,以及過渡工作層與基體材料熱膨脹系數(shù)差異；運(yùn)用等離子噴涂技術(shù),在基體試樣表面分別制備了厚度大于0.3mm的Cr3C2-NiCr涂層、NiAl... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題意義
        1.1.1 水平連鑄技術(shù)
        1.1.2 水平連鑄結(jié)晶器
        1.1.3 水平連鑄結(jié)晶器用銅合金的發(fā)展
        1.1.4 常用結(jié)晶器銅套在生產(chǎn)使用過程的失效
    1.2 結(jié)晶器銅材表面改性技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電鍍法在結(jié)晶器銅合金上的應(yīng)用
        1.2.2 熱噴涂法在結(jié)晶器表面改性中的應(yīng)用
    1.3 等離子噴涂技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介
        1.3.1 等離子噴涂設(shè)備及工作原理
        1.3.2 等離子噴涂工藝簡(jiǎn)介
        1.3.3 涂層設(shè)計(jì)時(shí)需選擇的噴涂參數(shù)
        1.3.4 涂層設(shè)計(jì)的基本原理
    1.4 涂層的抗熱震性能
        1.4.1 涂層抗熱震性能
        1.4.2 涂層抗熱震性的理論分析
    1.5 摩擦原理和磨損的分類
    1.6 本課題的主要研究目標(biāo)
第二章 主要試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)方法
    2.1 引言
    2.2 基體材料的選擇
    2.3 基體材料的制備及熱處理工藝
    2.4 涂層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
    2.5 涂層材料的優(yōu)選
    2.6 等離子噴涂工藝優(yōu)化
        2.6.1 等離子噴涂的工藝流程
        2.6.2 Cr_3C_2-NiCr、NiAl、Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層等離子噴涂工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.7 涂層力學(xué)性能試驗(yàn)
    2.8 等離子噴涂涂層抗熱震性能試驗(yàn)
    2.9 等離子噴涂Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層摩擦磨損試驗(yàn)
    2.10 涂層微觀結(jié)構(gòu),形成機(jī)理及界面研究
    2.11 試驗(yàn)用主要設(shè)備
第三章 基體銅合金的熱處理與涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 基體合金的鑄態(tài)、鍛態(tài)組織與性能
    3.2 基體合金的固溶處理
    3.3 基體合金的時(shí)效處理
        3.3.1 基體銅合金的時(shí)效溫度選擇
        3.3.2 基體銅合金時(shí)效時(shí)間的選擇
        3.3.3 不同時(shí)效溫度處理后銅合金的金相組織分析
        3.3.4 不同時(shí)效時(shí)間處理后銅合金的金相組織分析
        3.3.5 基體合金高溫軟化性能
    3.4 涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 三種涂層的制備及噴涂工藝優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 等離子噴涂制備Cr_3C_2-NiCr涂層及工藝優(yōu)化
        4.2.1 Cr_3C_2-NiCr涂層等離子噴涂工藝優(yōu)化結(jié)果
        4.2.2 優(yōu)化參數(shù)對(duì)結(jié)合強(qiáng)度的影響
        4.2.3 Cr_3C_2-NiCr涂層微觀組織結(jié)構(gòu)分析
    4.3 等離子噴涂制備NiAl粘結(jié)涂層及工藝優(yōu)化
        4.3.1 NiAl粘結(jié)涂層噴涂工藝優(yōu)化結(jié)果分析
        4.3.2 噴涂參數(shù)對(duì)結(jié)合強(qiáng)度的影響
        4.3.3 Ni/Al涂層微觀組織結(jié)構(gòu)分析
    4.4 等離子噴涂制備Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層及工藝優(yōu)化
        4.4.1 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層等離子噴涂工藝優(yōu)化結(jié)果分析
        4.4.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層優(yōu)化工藝參數(shù)對(duì)結(jié)合強(qiáng)度的影響
        4.4.3 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層微觀組織結(jié)構(gòu)分析
        4.4.4 不同噴涂工藝下制備的復(fù)合涂層微觀組織分析
        4.4.5 不同噴涂工藝制備的復(fù)合涂層顯微硬度結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 涂層形成機(jī)理及界面擴(kuò)散研究
    5.1 引言
    5.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層的形成機(jī)理
        5.2.1 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層及界面微觀組織結(jié)構(gòu)分析
        5.2.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層中不同顯微組織成分分析
        5.2.3 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層成分EDS線掃描
        5.2.4 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層不同層深處的物相組成分析
    5.3 NiAl涂層的物相組成及其形成機(jī)理研究
        5.3.1 鎳包鋁粉末DTA測(cè)試分析
        5.3.2 NiAl涂層微觀組織形貌及成分
        5.3.3 鎳鋁涂層的界面行為研究
        5.3.4 NiAl涂層不同層深處的XRD物相分析
    5.4 Cr_3C_2-NiCr涂層的物相組成及其形成機(jī)理研究
        5.4.1 Cr_3C_2-NiCr涂層組織形貌及成分分析
        5.4.2 Cr_3C_2-NiCr涂層界面行為分析
        5.4.3 Cr_3C_2-NiCr涂層不同層深處XRD物相分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 三種涂層抗熱震性能研究
    6.1 引言
    6.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層抗熱震性能試驗(yàn)
        6.2.1 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層抗熱震性能試驗(yàn)結(jié)果
        6.2.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層熱震失效過程宏觀形貌分析
        6.2.3 不同溫度Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層熱震失效機(jī)制分析
    6.3 Cr_3C_2-NiCr涂層的抗熱震性能試驗(yàn)
        6.3.1 Cr_3C_2-NiCr涂層抗熱震性能性能測(cè)試結(jié)果
        6.3.2 Cr_3C_2-NiCr涂層熱震失效過程宏觀形貌分析
        6.3.3 不同溫度Cr_3C_2-NiCr涂層熱震失效機(jī)制分析
    6.4 Ni/Al涂層熱震試驗(yàn)結(jié)果
    6.5 本章小結(jié)
第七章 Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層摩擦磨損試驗(yàn)
    7.1 等離子噴涂工藝參數(shù)對(duì)Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層摩擦磨損性能的影響
        7.1.1 噴涂工藝參數(shù)對(duì)Cr_3C_2-NiCr/NiAl復(fù)合涂層耐磨性的影響
        7.1.2 熱噴涂工藝正交試驗(yàn)下制備的涂層摩擦磨損試驗(yàn)后的形貌及失效分析
        7.1.3 熱噴涂工藝正交試驗(yàn)下制備的涂層摩擦磨損試驗(yàn)后摩擦性能分析
    7.2 最佳噴涂工藝下制備的Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層摩擦磨損性能
        7.2.1 Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層摩擦磨損前的微觀形貌
        7.2.2 Cr_3C_2-NiCr/NiAl涂層磨損前外表面的XRD分析
        7.2.3 500℃基體及復(fù)合涂層高溫摩擦磨損性能的分析
        7.2.4 300℃、室溫時(shí)復(fù)合涂層摩擦磨損性能的分析
    7.3 本章小結(jié)
第八章 主要結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]水平連鑄結(jié)晶器銅合金內(nèi)套的表面強(qiáng)化及組織與性能研究[D]. 花思明.江蘇科技大學(xué) 2012
[2]水平連鑄結(jié)晶器銅合金內(nèi)套組織與性能研究[D]. 洪昌.江蘇科技大學(xué) 2011
[3]結(jié)晶器鉻鋯銅板表面等離子噴涂鎳鉻—碳化鉻涂層的研究[D]. 劉雪飄.江蘇科技大學(xué) 2011
[4]等離子噴涂涂層的工藝、組織與性能研究[D]. 李行志.武漢科技大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3271576