Ni包Al包覆調(diào)控Fe基非晶涂層結(jié)構(gòu)及性能的研究

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1、分類(lèi)號(hào):TB310710-2015131029碩士學(xué)位論文Ni包Al包覆調(diào)控Fe基非晶涂層結(jié)構(gòu)及性能的研究劉王強(qiáng)導(dǎo)師姓名職稱姜超平副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱材料加工工程論文提交日期2018年5月2日論文答辯日期2018年5月24日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)StudyonStructureandPropertiesofFe-basedAmorphousCoatingsImprovedbyaddingNi-cladAlPowdersAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuWangqiangSupervisor：A/Pr

2、of.JiangChaopingChang’anUniversity,Xi’an,China論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研宄做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)，論文作者簽名：另Ｈ年Ｇ月ｂ日論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬孳校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開(kāi)閱覽、借閱以及申請(qǐng)專利等權(quán)利。

3、本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為長(zhǎng)安大學(xué)。？（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名：ｉ年６月Ｓ曰導(dǎo)師簽名：年月日＞〇／Ｔ表＆個(gè)以！摘要Fe基非晶合金涂層因其獨(dú)特結(jié)構(gòu)而具有高強(qiáng)度，高硬度和優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕性能，受到廣泛關(guān)注。然而等離子噴涂涂層因其層狀堆積結(jié)構(gòu)導(dǎo)致涂層存在一定量的孔隙，嚴(yán)重影響涂層的性能。通過(guò)對(duì)等離子噴涂涂層形成過(guò)程和孔隙形成機(jī)理分析，粒子鋪展變形能力差是顯著影響涂層形成時(shí)粒子相互嵌套疊加，產(chǎn)生孔隙的主要原因。本文利用球磨法將Ni包Al自粘結(jié)粉末包覆于Fe基非晶粒子表面制備具有殼-核結(jié)

4、構(gòu)的復(fù)合粉末，并將其運(yùn)用于制備等離子噴涂Fe基非晶復(fù)合涂層。研究球磨轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間和Ni包Al粉末的加入量對(duì)復(fù)合粉末微觀結(jié)構(gòu)和相成分的影響，確定制備復(fù)合粉末最佳的球磨工藝參數(shù)。系統(tǒng)研究Ni包Al粉末的加入量對(duì)復(fù)合涂層孔隙率和非晶含量的影響規(guī)律，確定Ni包Al粉末改善Fe基非晶涂層微觀結(jié)構(gòu)和性能的機(jī)理，得到改善非晶涂層性能的一種結(jié)構(gòu)控制方法，為Fe基非晶涂層的工程應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持。復(fù)合粉末研究結(jié)果表明：（1）適當(dāng)增加球磨轉(zhuǎn)速可提高包覆型粉末的制備效率和包覆效果。（2）增加球磨時(shí)間有利于增加復(fù)合粉末中包覆型粉末的數(shù)量和其表層微觀結(jié)構(gòu)致密度，但會(huì)增大復(fù)合粉末的粒徑并造成粉末污染

5、和氧化。（3）增加Ni包Al粉末的加入量有利于增加復(fù)合粉末中包覆型粉末的數(shù)量和包覆層的厚度，過(guò)多加入則會(huì)導(dǎo)致復(fù)合粉末非晶含量降低。制備包覆型粉末最佳的球磨參數(shù)為：球磨轉(zhuǎn)速240r/min，球料比10:1，球磨時(shí)間為3h，Ni包Al粉末的加入量為10wt.%。復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明：（1）Ni包Al粉末的加入有利于改善Fe基非晶粉末的熔化狀態(tài)，涂層中的未熔粒子基本消除，復(fù)合涂層呈現(xiàn)由Fe基非晶和Ni3Al共同組成的層狀結(jié)構(gòu)，涂層孔隙率由6.69%降低為1.12%，復(fù)合涂層非晶含量降低不明顯。（2）Ni包Al粉末的加入量越多，復(fù)合涂層中的非晶含量越低，當(dāng)加入量達(dá)到為15wt%時(shí)復(fù)

6、合涂層中有裂紋產(chǎn)生。（3）TEM研究表明，復(fù)合涂層由非晶相鑲嵌著晶化相組成，晶化相的粒徑基本呈納米級(jí)。復(fù)合涂層性能研究結(jié)果表明：（1）Ni包Al粉末的加入會(huì)降低涂層的顯微硬度，但合理選擇加入量有利于提高其耐磨性。Fe基非晶涂層的摩擦系數(shù)為0.3259，10wt.%Ni包Al添加制備的復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)為0.2561，相同載荷下，其磨損量為Fe基非晶涂層的1/2。Fe基非晶涂層的磨損機(jī)理主要是磨粒磨損，涂層粒子的斷裂和脫落；復(fù)合涂層的磨損機(jī)理主要是磨粒磨損、粘著磨損并伴有少量涂層粒子的斷裂和脫落。（2）在電化學(xué)腐蝕中，復(fù)合涂層具有比Fe基非晶涂層更低的腐蝕電流密度和更寬的鈍化區(qū)。

7、I120h鹽水浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，添加10wt.%Ni包Al制備的復(fù)合涂層腐蝕后試樣的增重量?jī)H為Fe基非晶涂層的1/5。在3.5wt.%NaCl溶液中復(fù)合涂層主要發(fā)生點(diǎn)腐蝕，F(xiàn)e基非晶涂層主要發(fā)生縫隙腐蝕，涂層中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物均主要聚集在孔隙位置。關(guān)鍵詞：等離子噴涂，F(xiàn)e基非晶復(fù)合涂層，殼-核結(jié)構(gòu)，耐磨性，耐腐蝕性IIAbstractFe-basedamorphousalloycoatingshavebeenattractedmoreattentionduetoitsuniquestructu