基于激光重熔Ni/Ti冷喷涂涂层的组织性能研究

论文摘要

本文利用机械合金化技术制备适合于冷喷涂使用的Ni/Ti合金粉末；在普通的1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上采用不同的工艺参数获得Ni/Ti冷喷涂涂层,并对所制涂层进行激光重熔强化处理。采用XRD、SEM和EDS等分析手段对合金粉末、重熔前后涂层组织结构及微观特征进行了分析和表征,在对Ni/Ti合金涂层性能分析研究时,重点研究了Ni/Ti合金涂层的抗空蚀性能。实验结果显示：冷喷涂层由扁平状颗粒沉积而成,并且移植了粉末颗粒的组织结构,具有明显层状结构；冷喷涂过程中Ni、Ti颗粒未发生明显的氧化和相变。经过激光重熔处理的Ni/Ti冷喷涂涂层发生相变,重熔层主要成分为B2结构和B19结构的NiTi金属间化合物,组织非常致密均匀目.具有明显的区域特征；用显微硬度仪测量了基体及重熔前后涂层显微硬度,试验测得重熔层具有最高的显微硬度,未处理Ni/Ti涂层表面平均硬度为525.1HV0.3,且波动较大；重熔层表面硬度平均值为827.3HV0.3,比原冷喷涂涂层提高约57.6%。利用超声波振动空蚀设备测试Ni/Ti涂层的抗空蚀性能,发现激光重熔后涂层在相同条件下,具有最小的空蚀失重量；其空蚀稳定性较未处理涂层和基体分别提高了4倍和7倍,平均失重率为2.56mg/h。通过对比研究发现,激光重熔处理对Ni/Ti冷喷涂涂层起到性能优化的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的
• 1.2 NiTi合金相关研究
• 1.2.1 NiTi合金的组织结构及磨损机理
• 1.2.2 NiTi合金耐磨损性的研究
• 1.2.3 NiTi合金的制备
• 1.3 涂层基本理论
• 1.3.1 涂层的沉积特点及结合机理
• 1.3.2 涂层的性能检测
• 1.4 本论文的主要研究内容及创新点
• 第二章 Ni/Ti合金粉体的制备与研究
• 2.1 前言
• 2.2 试验材料及方法
• 2.2.1 试验材料及设备
• 2.2.2 低温球磨工艺参数
• 2.2.3 试验流程及分析方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 球磨粉末的X射线衍射分析
• 2.3.2 Ni/Ti合金粉末的表面形貌及断面组织分析
• 2.3.3 MA粉末硬度分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 Ni/Ti冷喷涂涂层的制备与研究
• 3.1 前言
• 3.2 冷喷涂技术简介
• 3.2.1 冷喷涂技术的发展及应用
• 3.2.2 冷喷涂原理及特点
• 3.2.3 冷喷涂技术的相关研究
• 3.3 试验材料及方法
• 3.3.1 试验材料及设备
• 3.3.2 试验流程及样品制备
• 3.3.3 试样分析测试方法
• 3.4 试验结果与讨论
• 3.4.1 冷喷涂制备Ni/Ti合金涂层的XRD分析
• 3.4.2 冷喷涂制备Ni/Ti合金涂层的微观形貌分析
• 3.4.3 涂层显微硬度分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 激光重熔涂层的制备与研究
• 4.1 前言
• 4.2 激光重熔技术简介
• 4.2.1 激光重熔原理及特点
• 4.2.2 激光重熔喷涂层的相关研究
• 4.2.3 激光重熔技术应用前景和存在的问题
• 4.3 试验材料及方法
• 4.3.1 试验材料及设备
• 4.3.2 试验流程及样品制备
• 4.4 试验结果与分析
• 4.4.1 重熔后涂层的XRD分析
• 4.4.2 重熔后涂层的微观结构分析
• 4.4.3 重熔涂层的微观特征分析
• 4.4.4 激光重熔涂层显微硬度分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 激光重熔Ni/Ti冷喷涂层空蚀性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 空蚀研究简介
• 5.2.1 空蚀现象和相关理论
• 5.2.2 空蚀的发生过程及影响因素
• 5.2.3 材料空蚀性能相关研究
• 5.3 试验材料及方法
• 5.3.1 试验材料及设备
• 5.3.2 试验流程及样品制备
• 5.4 试验结果与分析
• 5.4.1 空蚀质量损失分析
• 5.4.2 空蚀表面微观组织形貌分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位论文期间发表的论文
• 详细摘要