论文摘要
为了提高钛合金表面的耐磨性能，本文进行了Ti+TiC、Ti+TiB2、Ti+Cr3C2和NiCrBSi、NiCrBSi+TiC、NiCrBSi+TiB2、NiCrBSi+Cr3C2等多种材料体系的激光熔覆试验。通过对不同材料熔覆层的宏观和微观质量的对比分析，选出适宜的涂层材料体系NiCrBSi和NiCrBSi+TiC，并优化了激光工艺参数。利用XRD、SEM等手段对熔覆层的微观组织进行了分析，利用摩擦磨损试验机测试熔覆层的摩擦磨损性能。试验表明Ti+TiC和Ti+Cr3C2复合涂层主要是基体上分布着TiC树枝晶相（上部）和近球状颗粒TiC（底部）。而Ti+TiB2复合涂层上部有棒状TiB，中下部存在未熔颗粒。Ti基复合涂层呈现凹陷状，而且熔覆层中均存在气孔，尺寸较大。微观组织表明：Ni基激光熔覆层试样存在三个不同的组织区域，由表及里依次是熔覆层，熔覆层与基底的结合区及基底热影响区。NiCrBSi熔覆层中主要由γ-Ni、M23（C，B）6和CrB等物相组成。Ni基熔覆层与基底的结合区组织呈现树枝晶形式，基底热影响区为淬火组织。NiCrBSi+25vol％TiC熔覆层由TiC、γ-Ni固溶体、CrB、M7C3及M23C6组成。NiCrBSi+25vol％TiB2激光熔覆层由TiB2、TiB、TiC、γ-Ni固溶体和CrB组成。NiCrBSi+Cr3C2复合涂层存在γ-Ni固溶体，TiC、Cr7C3，M23（C，B）6，CrB等相。NiCrBSi+Cr3C2复合涂层，在激光输入能量高的区域，冷却过程中，稀释作用进入熔覆层的Ti获取C原子以TiC形式析出。激光输入能量低的区域，Cr3C2颗粒之间相互作用并合并，而且Cr3C2边缘溶解，呈现外延生长现象。NiCrBSi激光熔覆层的摩擦系数在0.2～0.3之间，NiCrBSi+TiC激光熔覆层摩擦系数在0.3～0.4之间。NiCrBSi激光熔覆层磨损为氧化磨损和磨粒磨损。NiCrBSi+TiC熔覆层为涂层自身TiC颗粒剥落后而产生的磨粒磨损。NiCrBSi和NiCrBSi+25vol.％TiC激光熔覆层中存在硬质颗粒强化、细晶强化和固溶强化等多种强化机制。由于多种强化机制的共同作用，显著地提高了熔覆层的硬度，使熔覆层具有极高的耐磨性能。
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学位论文的主要创新点摘要Abstract第一章 绪论1.1 研究的目的及意义1.2 钛合金传统表面改性技术的研究现状1.3 钛合金表面激光表面改性技术的研究1.4 激光熔覆工艺概述1.4.1 激光工艺对熔覆层质量的影响1.4.2 材料的供给方式1.4.3 激光熔覆材料体系1.4.4 激光熔覆层的质量控制1.5 钛合金表面激光熔覆国内外研究现状1.5.1 国内钛合金激光熔覆研究现状1.5.2 国外钛合金激光熔覆研究现状1.6 本文主要研究内容第二章 试验材料及试验方法2.1 试验材料2.1.1 基底材料2.1.2 涂层材料2.2 涂层成分设计激光熔覆工艺方案2.3 微观组织结构测试方法2.4 熔覆层性能测试方法及分析方法2.4.1 硬度测试方法2.4.2 摩擦磨损测试方法2.4.3 本课题实验所用实验设备及仪器第三章 激光熔覆TI基复合涂层的工艺和组织研究3.1 增强相种类对熔覆层质量的影响3.2 激光熔覆Ti+TiC复合涂层的组织研究2复合涂层的组织研究'>3.3 激光熔覆Ti+TiB2复合涂层的组织研究3C2复合涂层的组织研究'>3.4 激光熔覆Ti+Cr3C2复合涂层的组织研究3.S Ti基熔覆层中的缺陷3.6 Ti基熔覆层的硬度分布3.7 本章小结第四章 激光熔覆 NI基复合涂层的工艺和组织研究4.1 激光熔覆 NiCrBSi涂层的工艺和组织研究4.1.1 激光工艺参数对NiCrBSi熔覆层质量的影响4.1.2 NiCrBSi熔覆层 X-射线衍射（XRD）分析4.1.3 NiCrBSi熔覆层组织 SEM分析4.1.4 NiCrBSi激光熔覆结合区组织分析4.2 激光熔覆 NiCrBSi+TiC涂层的工艺和组织研究4.2.1 激光熔覆工艺参数对 NiCrBSi+TiC熔覆层质量的影响4.2.2 NiCrBSi+TiC熔覆层 X-射线衍射（XRD）分析4.2.3 NiCrBSi+TiC熔覆层的组织SEM分析4.2.4 NiCrBSi+TiC熔覆层的与TC4基底结合区的组织分析2涂层的工艺和组织研究'>4.3 激光熔覆 NiCrBSi+TiB2涂层的工艺和组织研究2熔覆层质量的影响'>4.3.1 激光熔覆工艺参数对 NiCrBSi+TiB2熔覆层质量的影响2复合涂层 X-射线衍射（XRD）分析'>4.3.2 NiCrBSi+TiB2复合涂层 X-射线衍射（XRD）分析2复合涂层熔覆层组织 SEM分析'>4.3.3 NiCrBSi+TiB2复合涂层熔覆层组织 SEM分析2复合涂层与基底结合区组织 SEM分析'>4.3.4 NiCrBSi+TiB2复合涂层与基底结合区组织 SEM分析3C2涂层的工艺和组织研究'>4.4 激光熔覆 NiCrBSi+Cr3C2涂层的工艺和组织研究3C2熔覆层质量的影响'>4.4.1 激光熔覆工艺参数对 NiCrBSi+Cr3C2熔覆层质量的影响3C2复合涂层熔覆层 X-射线衍射分析'>4.4.2 NiCrBSi+Cr3C2复合涂层熔覆层 X-射线衍射分析3C2复合涂层熔覆层组织 SEM分析'>4.4.3 NiCrBSi+Cr3C2复合涂层熔覆层组织 SEM分析3C2复合涂层熔覆层底部边缘处组织分析'>4.4.4 NiCrBSi+Cr3C2复合涂层熔覆层底部边缘处组织分析3C2复合涂层与基底结合区的组织分析'>4.4.5 NiCrBSi+Cr3C2复合涂层与基底结合区的组织分析3C2熔覆层中Cr3C2相的行为'>4.4.6 NiCrBSi+Cr3C2熔覆层中Cr3C2相的行为4.5 Ni基熔覆层中的缺陷（裂纹）及防止4.6 Ni基熔覆层的显微硬度4.7 本章小结第5章 TC4合金表面 NI-TIC熔覆层的摩擦磨损性能5.1 摩擦系数5.2 磨损性能5.3 磨损机制5.3.1 氧化磨损5.3.2 磨粒磨损5.4 TC4合金表面激光熔覆层的强化机制5.4.1 颗粒强化5.4.2 细晶强化和固溶强化5.5 本章小结结论参考文献发表论文和科研情况说明致谢
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