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《h13鋼表面激光熔覆梯度涂層及其組織與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)分類號UDC密級學位論文1-113鋼表面激光熔覆梯度涂層及其組織與性能研究作者姓名：郭娜指導教師：楊玉玲教授東北大學理學院申請學位級別：碩士學科類別：理學學科專業(yè)名稱：凝聚態(tài)物理論文提交日期：2014年6月論文答辯日期：2014年6月學位授予日期：2014年7月答辯委員會主席：杜安評閱人：杜安、劉恩澤東北大學2014年6月萬方數(shù)據(jù)AThesisinCondensedMatterPhysicsInvestigationonMicrostructureandPropertiesofGradientCoatingPrepared
2、byLasercladdingonH13SteelByGuoNaSupervisor：ProfessorYangYulingNortheasternUniversityJune2014萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學位論文是在導師的指導下完成的。論文中取得的研究成果除加以標注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示謝=亡：．思。學位論文作者簽名：轷研日期：卯膨多．So學位論文版權使用授權書本學位論
3、文作者和指導教師完全了解東北大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定：即學校有權保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。作者和導師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學位后：半年口一年口一年半口兩年口學位論文作者簽名：靜柵簽字日期：伊膨占、多p導師簽名：簽字日期：枷孑諺儼序參、39萬方數(shù)據(jù)東北大學碩士學位論文摘要H13鋼表面激光熔覆梯度涂層及其組織與性能研究摘要H13鋼因其具有優(yōu)良的綜合性能，是攪拌摩擦焊中常用的攪拌頭材料。在攪拌摩擦焊接過
4、程中，攪拌頭的工作層容易產(chǎn)生高溫變形和磨損而導致攪拌頭失效，限制了該技術的應用和發(fā)展。因此，改善攪拌頭材料H13鋼的表面性能，延長其使用壽命、擴大其在高熔點材料焊接中的應用就顯得尤為重要。眾所周知，所有的失效都是從表面開始的，因此，本文通過激光熔覆技術制備梯度熔覆層，對H13鋼的表面進行改性處理來提高H13鋼的性能，以期為磨損攪拌頭的修復和直接成型制造奠定基礎。本文選用鎳基和鈷基合金作為熔覆材料，并添加了WC、TiCN等增強粒子。通過正交實驗，優(yōu)化激光熔覆的工藝參數(shù)，最優(yōu)參數(shù)為離焦量20l'nlil、頻率30Hz，掃描速度100m
5、m／min、脈寬2．0ms、單脈沖能量6．46J，搭接率30％。在此工作的基礎上，制備梯度熔覆層，并通過相應的檢測手段對其微觀組織結(jié)構(gòu)、顯微硬度分布、耐摩擦磨損性能以及耐高溫氧化性能等進行了測試分析，得到的結(jié)論如下所示。WC和TiCN增強的Co基和Ni基熔覆層的微觀組織均大致保持了從底部到頂部逐漸細化的趨勢，增強相WC和TiCN含量的增加有利于細化組織結(jié)構(gòu)，兩種增強相對Co基熔覆層組織分布影響不明顯。而Ni基熔覆層的組織均勻性受到增強顆粒的影響較明顯。TiCN增強的Ni基熔覆層比WC增強的Ni基熔覆層表現(xiàn)出更好的組織均勻性。另外，
6、梯度熔覆層的組織呈現(xiàn)更均勻的分布狀態(tài)。WC和TiCN增強的Co基和Ni基熔覆層顯著地提高了H13鋼的硬度。梯度熔覆層的設計不但獲得了更高的顯微硬度值，還改善了顯微硬度的梯度分布，三層梯度熔覆層的顯微硬度呈現(xiàn)出更平緩的梯度下降，這種分布有利于防止熔覆層的性能突變。比較分析可知，同等條件下，WC增強的Co基和Ni基熔覆層的顯微硬度高于TiCN增強的熔覆層，各種熔覆層的硬度值從高到低依次是：WC增強Co基涂層，WC增強Ni基涂層，TiCN增強Co基涂層，以及TiCN增強Ni基涂層。與H13鋼基底相比，梯度熔覆層表現(xiàn)出更優(yōu)越的耐磨性能。W
7、C和TiCN增強的兩III萬方數(shù)據(jù)東北大學碩士學位論文摘要層和三層梯度熔覆層的磨損失重遠小于H13鋼和單層熔覆層，進一步表明梯度熔覆的設計有利于改善H13鋼的耐磨性。H13鋼基底的磨損機制主要是黏著磨損，單層Co基熔覆層表現(xiàn)為粘著磨損和磨粒磨損形貌，單層Ni基熔覆層表現(xiàn)為粘著磨損，而WC和TiCN增強的兩層和三層的梯度熔覆層則主要表現(xiàn)為磨粒磨損。WC增強的熔覆層較TiCN增強的熔覆層表現(xiàn)出更優(yōu)良的耐磨性。激光熔覆梯度涂層提高了H13鋼的耐高溫氧化性。熔覆材料(Co、Cr、Ni等)在H13鋼表面生成的氧化膜細密，阻止了氧元素的進一步
8、擴散。梯度熔覆層的設計提高了熔覆層的抗氧化性。對比分析發(fā)現(xiàn)，Co基熔覆層較Ni基熔覆層具有更優(yōu)良的耐高溫氧化性，而增強相WC在提高熔覆層的耐高溫氧化性方面優(yōu)于TiCN增強相。關鍵詞：H13鋼；激光熔覆；梯度涂層；摩擦磨損；高溫氧化；IV萬方數(shù)據(jù)東北
