两相流合金（NiCrWRe）粉体涂层炉内熔结及磨蚀性能研究

论文摘要

现代技术的发展要求材料具有高的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温抗氧化等性能。在工程材料的实际服役过程中,磨损现象大多发生在材料的表面,材料的最终服役性能取直接决定于材料表面的物理化学特性,往往脱离于整体材料的其本性能。解决方法是应用表面工程的技术制造表面覆层材料,既具有良好综合性能的新型材料和传统的材料结合在一起。目前,表面技术已得到较快的发展,但是对于大平面涂层它们的生产率低;及被涂覆的基体体积薄时,由于喷涂层和基体的温度差别大,造成基体的过热和变形量大,容易产生内应力及基体丌裂。而这两种情况下,炉内烧结就有优势。 炉内熔结可对大平面的、复杂的金属工件进行表面覆层处理,并可进行,合金粉末覆层的烧结和铸钢或铸铁的基体的热处理同时进行,从而大大提高生产率和节约生产成本。目前,有关真空熔结的研究较多,但无保护气氛炉内熔结的研究即很少有报道。因此本研究热处理炉内熔结的方法制备NiCrWRe合金涂层。 本文对涂层的两种黏结剂进行比较,确定最好的黏结剂。选定炉内熔结的各个参数,并找出合适的工艺参数,以便能制备出综合性能良好的涂层材料。熔结温度对涂层材料的性能有很大的影响。对于温度的主要要求是,在熔结过程中能够保证生产液相。使用高于液相形成的温度可以提高材料原子的扩散率、润湿性和固相在液相中的溶解度,降低液相的黏度和增加液相的数量。涂层的孔隙率随着烧结温度的升高而急速降低,但孔隙的尺寸却并不是简单随着烧结温度的升高而减少,而是有一个小孔隙迁移合并过程,因此存在一段温度范围,在此温度范围内孔隙尺寸基本不变。熔结涂层与基体结合面达到冶金结合,结合面附近的基体没有热影响区,组织均匀。涂层与基体之间结合良好,界面干净整齐,无未熔合、裂纹和夹杂物等缺陷。结合牢固的涂层为保证涂层具有良好的耐磨性创造了条件。 同时对涂层的摩擦磨损性能进行研究,探导涂层的摩擦磨损性能机制。与Cr18Ni12Mo2Ti材料相比涂层有很好的耐磨性能。在低于100N的载荷下,涂层材料的质量损失和摩擦系数随载荷增加而变化的幅度不大。而当载荷大于150N时,随着载荷的增大,涂层的磨损质量损失和摩擦系数都激烈的增加。从磨损型貌来看,涂层能给硬质相提供良好承载能力。稳固的硬质相使涂层材料具有超强的耐磨性能。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章：绪论
• 1.1 两相流抗磨蚀合金材料简介
• 1.2 两相流抗磨蚀合金材料的发展状况
• 1.2.1 国内发展状况
• 1.2.2 国外相关合金粉体材料与技术现状
• 1.2.3 发展趋势
• 1.3 两相流抗磨蚀合金材料的使用范围
• 1.4 课题研究的目的及研究内容
• 第二章：合金粉末涂层炉内熔结工艺研究
• 2.1 表面技术概述
• 2.2 主要研究内容
• 2.3 试验准备
• 2.3.1 配料
• 2.3.2 合金熔炼
• 2.3.3 合金粉末制备
• 2.3.4.粘结剂的配制
• 2.3.5 基体试样的制取、预处理及对比试样的制备
• 2.4 炉内烧结研究
• 2.4.1 烧结顺利进行的条件
• 2.4.2 炉内烧结参数对涂层性能的影响
• 2.5 小结
• 第三章：涂层的摩擦磨损性能试验
• 3.1 概述
• 3.1.1 研究摩擦磨损失效的必要性
• 3.1.2 金属的磨损理论
• 3.1.3 金属摩擦磨损的研究现状
• 3.2 合金粉末材料涂层的摩擦磨损性能
• 3.2.1 磨损试验数据统计
• 3.2.2 磨损型貌分析
• 3.2.3 显微组织对摩擦磨损影响
• 3.2.4 硬质相形状和结构对涂层磨损的影响
• 3.2.5 涂层的显微硬度分布对耐磨性能的影响
• 3.3 涂层腐蚀性能
• 3.4 小结
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 发表的论文