光纤激光作用下微纳米复合粉末在Ti-6Al-4V上熔覆层的显微组织和性能研究

发布时间：2017-08-03 10:36

  本文关键词：光纤激光作用下微纳米复合粉末在Ti-6Al-4V上熔覆层的显微组织和性能研究

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【摘要】：本文利用光纤激光器作为热源在Ti-6Al-4V基体上制备出厚度约1mm的微、纳米WC-Co颗粒增强复合涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对熔覆层及连接界面的显微组织结构进行分析;采用X射线衍射仪(XRD)并结合SEM-EDS对熔覆层的相组成及成分进行了分析和判断;采用HXD-1000TMSC型显微硬度计测定了涂层的显微硬度值;采用HT-600型高温摩擦磨损试验机对涂层的耐磨性能进行了测试。研究了不同碳化物(VC、Cr_3C_2)的添加对微、纳米WC-Co复合涂层显微组织、相结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明:(1)激光熔覆微、纳米碳化钨复合粉末均得到无明显气孔和裂纹的涂层,其中微米碳化钨复合涂层具有比纳米碳化钨复合涂层更低的稀释率。(2)VC和Cr_3C_2的添加对激光熔覆微、纳米碳化钨复合粉末涂层的显微组织有明显的细化作用,其中同时添加VC和Cr_3C_2所得到的涂层较单独添加VC或Cr_3C_2组织更细小且更加均匀。涂层的主要相组成为Ti C、Ti2Co、α-Ti、(Ti,W)C、Co3W3C、W。(3)随着不同碳化物(VC和Cr_3C_2)的加入,在激光熔覆微、纳米碳化钨复合涂层中出现了大量的Ti-W,Ti-W-C和Co-W-C等固溶体,并伴随有W原子的析出。(4)当添加的碳化物种类一样时,纳米碳化钨复合涂层较微米碳化钨复合涂层具有更高的显微硬度,同时具有更好的耐磨性。对比于Ti-6Al-4V基体材料,其显微硬度值和耐磨性均有明显的提高。
【关键词】：碳化钨 VC Cr_3C_2 激光熔覆 显微硬度
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 Ti-6Al-4V合金的激光熔覆11-18
• 1.2.1 Ti-6Al-4V合金激光熔覆的特点11-12
• 1.2.2 Ti-6Al-4V合金激光熔覆的工艺参数12-16
• 1.2.3 钛合金激光熔覆在各领域的应用16-18
• 1.3 钴基合金粉末和WC硬质颗粒18-21
• 1.3.1 钴基合金粉末18-19
• 1.3.2 WC硬质颗粒的概述19-20
• 1.3.3 微米WC复合涂层的研究进展20
• 1.3.4 纳米WC复合涂层的研究进展20-21
• 1.3.5 微-纳米WC复合涂层的研究进展21
• 1.4 课题的研究意义和研究内容21-23
• 第二章 试验材料与方法23-28
• 2.1 试验材料23-24
• 2.1.1 基体材料23
• 2.1.2 熔覆层材料23-24
• 2.2 试验设计24-25
• 2.2.1 试验流程24-25
• 2.2.2 熔覆试验原理25
• 2.3 试验方法与设备25-27
• 2.3.1 热源设备25-26
• 2.3.2 试验前准备工作26
• 2.3.3 试验工艺参数设置26
• 2.3.4 试样制备26-27
• 2.3.5 试样表征27
• 2.3.6 试样性能测试27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 熔覆层的成形分析28-33
• 3.1 宏观成形28
• 3.2 界面成形28-31
• 3.3 本章小结31-33
• 第四章 熔覆层的显微组织及物相分析33-59
• 4.1 WC-Co基复合涂层的显微组织分析33-50
• 4.1.1 微米WC-Co基复合涂层的显微组织分析33-42
• 4.1.2 纳米WC-Co基复合涂层的显微组织分析42-50
• 4.2 WC-Co基复合涂层的物相分析50-57
• 4.2.1 微米WC-Co基复合涂层的物相分析50-53
• 4.2.2 纳米WC-Co基复合涂层的物相分析53-56
• 4.2.3 微-纳米WC-Co基复合涂层的物相分析对比56-57
• 4.3 本章小结57-59
• 第五章 熔覆层性能分析59-66
• 5.1 微-纳米WC-Co复合粉末涂的显微硬度分析59-61
• 5.1.1 微米WC-Co复合粉末涂层的显微硬度分析59
• 5.1.2 纳米WC-Co复合粉末涂层的显微硬度分析59-61
• 5.2 微-纳米WC-Co复合粉末涂层的耐磨性能分析61-65
• 5.2.1 微米WC-Co复合粉末涂层的耐磨性能分析61-62
• 5.2.2 纳米WC-Co复合粉末涂层的耐磨性能分析62-63
• 5.2.3 微米WC-Co复合粉末涂层的磨损形貌63-64
• 5.2.4 纳米WC-Co复合粉末涂层的磨损形貌64-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果73-74
• 致谢74-75

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本文编号：613952