等离子熔覆Ni-Al金属间化合物涂层的研究

等离子熔覆Ni-Al金属间化合物涂层的研究

论文摘要

NiAl金属间化合物具有优良的抗高温氧化性和高温力学性能,是应用前景很好的高温结构材料和涂层材料。本论文针对传统的等离子熔覆金属间化合物工艺中存在的涂层结构不致密、不均匀以及涂层材料的损失过大,首次采用首先通过热爆合成技术得到Ni-Al金属间化合物,并且向Ni、Al反应体系中加入不同配比的Fe来降低体系的熔点、改善Ni-Al系金属间化合物涂层的结合条件,最后再将金属间化合物熔覆在Q235钢基体上,通过不同配比反应体系的涂层材料,探索比较理想的涂层体系。在本文实验中,通过借助光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪以及X射线衍射仪等分析手段对所得到的试样进行分析,结果表明:当Ni、Al混合粉末采用不同配比时,所得到的金属间化合物涂层的成分是不一样的,并且得到的涂层的表面质量也不一样,结果显示当Ni粉的含量为50%wt和75%wt时得到的涂层的质量最好。Ni粉的含量为50%wt时得到的涂层的成分为NiAl金属间化合物,而当Ni粉的含量为75%wt得到的涂层成分为Ni3Al和NiAl3。而在Ni、Al质量比为2:1的情况下加入不同配比Fe时,涂层中则含有NiAl和Fe3Al两种金属间化合物。通过硬度分析,金属间化合物涂层均明显的提高了基体表面的硬度。论文还就同种反应体系中采用不同的熔覆参数对涂层的影响进行了初步的分析,结果发现,当采用不同的熔覆电流和扫描速度时,得到的涂层成分没有发生变化,而涂层的显微组织发生了很大的变化。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 等离子表面涂层技术的国内外研究现状
  • 1.3 等离子熔覆技术
  • 1.4 原位合成技术及热爆合成金属间化合物
  • 1.5 本文的主要研究内容
  • 2 等离子表面处理设备的优化
  • 2.1 等离子表面处理设备的组成及性能参数
  • 2.2 等离子表面硬化电源的优化设计
  • 2.3 等离子发生器优化设计
  • 2.4 等离子发生器的冷却系统
  • 3 实验部分
  • 3.1 试验依据
  • 3.2 实验材料及设备
  • 3.3 实验方案
  • 3.4 式样的制备、观察及性能分析
  • 4 Ni-Al系热爆合成的理论研究
  • 4.1 Ni-Al系热爆合成的热力学分析
  • 4.2 Ni-Al热爆合成的动力学规律
  • 4.3 Ni-Al热爆合成反应产物的平衡组成及热爆反应机理
  • 5 金属间化合物涂层的组织结构特征分析
  • 5.1 试样表现
  • 5.2 试样的微观组织变化与特征
  • 5.3 X射线物相分析
  • 5.4 硬度分析
  • 5.5 熔覆过程的缺陷
  • 6 等离子熔覆工艺参数对熔覆涂层的影响
  • 6.1 等离子表面处理设备电流的影响
  • 6.2 扫描速度的影响
  • 7 结论
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

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