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氩弧重熔对火焰喷涂铁基复合涂层组织和性能的影响

作　者: 张博
导　师: 时海芳
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 氩弧重熔火焰喷涂铁基自熔性合金显微组织耐磨性
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文利用氧乙炔火焰喷涂法在45#钢基体上制备铁基合金涂层，利用正交实验法分析探讨不同的氧乙炔火焰喷涂参数对涂层性能的影响，以及不同的粉末含量对重熔后组织和耐磨性的影响。利用金相显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪等设备对涂层在重熔前后组织结构和性能进行了研究。结果表明：氧乙炔火焰喷涂层与基体之间结合以机械结合为主，冶金结合为辅。涂层由变形粒子、未熔颗粒、氧化物和少量孔隙组成。当预热温度为200℃，粗糙度为40目砂纸粗化处理、喷涂距离为100mm时、孔隙率为1.763%、涂层的显微硬度达到HV579.35、结合强度达到46.82MPa，综合性能最佳。通过氩弧将火焰喷涂层进行重熔，铁基合金重熔层与基体呈冶金结合，组织致密，几乎没有孔隙。电弧重熔后的重熔层分为三个区：熔化区，结合区，热影响区。熔化区的组织从表面到靠近结合区依次为细小的网状树枝晶，大小均匀的等轴晶，粗大的树枝晶。结合区比较光亮狭小，以平面晶生长。热影响区为魏氏体组织组织，组织较为粗大。在合金配比方面：铁基粉末重熔层的硬度及耐磨性的增强与合金粉末的成分有关。并且重熔层的硬度随着铬铁的加入呈先增大后保持稳定同时随着WC的加入呈先增大后降低的趋势。Fe55自熔合金粉末在铬铁添加量为13%，WC添加量为10%时的成分配比下具有最好的硬度和耐磨性，硬度达HRC62.6，磨损量为0.0952g。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
引言  11-12
1 绪论  12-23
  1.1 热喷涂技术及发展状况  12-17
    1.1.1 热喷涂的发展  12-13
    1.1.2 热喷涂分类  13
    1.1.3 涂层结合机理  13-16
    1.1.4 影响涂层结合强度的因素  16-17
  1.2 重熔技术  17-19
    1.2.1 电弧重熔  18
    1.2.2 激光重熔  18-19
  1.3 自熔合金粉末  19-21
    1.3.1 铁基自熔合金粉末  19-20
    1.3.2 镍基自熔合金粉末  20-21
    1.3.3 钴基自熔合金粉末  21
  1.4 实验研究内容和意义  21-23
2 实验材料、实验设备及实验方法  23-32
  2.1 实验材料  23-24
  2.2 实验设备  24-25
  2.3 实验方法  25-26
    2.3.1 喷涂工艺正交实验设计  25
    2.3.2 重熔层粉末配比  25-26
  2.4 实验步骤  26-28
    2.4.1 实验流程  26-27
    2.4.2 火焰喷涂  27
    2.4.3 重熔层的制备  27-28
  2.5 火焰喷涂层性能检测  28-30
    2.5.1 显微组织结构观察  28
    2.5.2 显微硬度测试  28-29
    2.5.3 孔隙率的检测  29
    2.5.4 结合强度测试  29-30
  2.6 重熔层性能检测  30-32
    2.6.1 金相组织观察  30
    2.6.2 扫描电镜形貌观察与成分分析  30
    2.6.3 X 衍射物像分析  30
    2.6.4 洛氏硬度测试  30
    2.6.5 显微硬度测试  30-31
    2.6.6 耐磨性测试  31-32
3.正交优化设计与分析  32-38
  3.1 喷涂工艺参数的选择与优化  32-38
    3.1.1 各指标的正交分析  32
    3.1.2 涂层工艺参数的正交分析  32-38
4 涂层的组织与结构分析  38-44
  4.1 低倍截面形貌  38-39
  4.2 微观截面形貌  39-40
  4.3 涂层孔隙率分析  40-42
  4.4 各工艺参数对涂层结合强度的影响  42-44
5 重熔前后涂层对比分析  44-54
  5.1 重熔层的组织分析  45-49
    5.1.1 重熔区  45-47
    5.1.2 结合区  47-48
    5.1.3 热影响区  48-49
  5.2 粉末成分对重熔涂层组织的影响  49-50
  5.3 重熔层的成分分布及结构分析  50-54
6 重熔层性能分析  54-60
  6.1 洛氏硬度分析  54-56
  6.2 涂层截面硬度分布  56-57
  6.3 耐磨性分析  57-60
    6.3.1 磨损后形貌分析  58-60
7.实验结论  60-61
参考文献  61-65
附录 A 附录内容名称  65-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68-69

氩弧重熔对火焰喷涂铁基复合涂层组织和性能的影响

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