稀土氧化物对激光熔覆TiB复合涂层耐磨性与耐蚀性的影响

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ConchConch
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钛合金具有高熔点、高比强度、密度低等优良性能,近年来在航天、航空、海洋、石油化工及生物医学工程等领域得到了广泛应用。但是钛合金摩擦系数大、耐磨性差、高温抗氧化性能低等缺点,限制了其应用范围。诸多学者对钛合金材料进行了很多表面改性方面的研究,然而大量研究主要集中在钛合金表面的摩擦磨损性能上,关于其耐蚀性的研究较少。本文采用YAG激光器,在Ti-6Al-4V合金基体表面分别熔覆Ti/B、Nd2O3/Ti/B和CeO2/Ti/B的混合粉末,制备得到富含TiB增强相的复合涂层。通过控制激光工艺参数、Nd2O3和CeO2含量等单一变量,研究钛合金表面复合涂层的耐磨性和耐蚀性。在激光工艺参数对激光熔覆原位制备TiB复合涂层影响的研究中发现,不同激光功率和不同扫描速度下制备的复合涂层内的物相主要由α-Ti和TiB组成。随着激光功率的增加,复合涂层内团状α-Ti消失,鱼骨状α-Ti和针状TiB明显细化;随着扫描速度的降低,复合涂层内鱼骨状α-Ti明显细化,针状TiB数量增多;当激光功率为3.0k W,扫描速度为5mm/s时,涂层成型良好,表面平整无裂纹,内部组织细化且TiB增强相分布均匀;复合涂层平均显微硬度达792.17HV,约为基体的2.3倍;平均摩擦系数为0.699,较基体降低了0.144,磨损失重比为0.0722%,小于基体的磨损失重比。复合涂层腐蚀性能的测试表明,复合涂层的极化电阻(Rp)远高于基体,达到2.522×10~7Ω·cm~2。因此该工艺参数下制备的复合涂层耐磨性和耐蚀性较基体均有显著提高。在Nd2O3含量对激光熔覆原位制备TiB复合涂层影响的研究中发现,添加Nd2O3粉末的复合涂层主要由α-Ti和TiB物相组成,其显微组织明显细化,TiB增强相数量增多,分布均匀。随着Nd2O3含量的增加复合涂层的平均显微硬度先增大后减小,耐磨性和耐蚀性先增强后减弱。当Nd2O3的含量为2wt.%时,复合涂层的平均显微硬度最大,达到1010.7HV,约为基体的2.9倍;平均摩擦系数为0.603,较不添Nd2O3制备的复合涂层降低了0.096,磨损失重比为0.0214%,小于不添加Nd2O3制备的复合涂层;复合涂层的极化电阻(Rp)最大,达到6.506×10~8Ω·cm~2,远高于不添加Nd2O3制备的复合涂层。因此添加Nd2O3的含量为2wt.%时,制备的复合涂层具有良好的耐磨性和耐蚀性。在CeO2含量对激光熔覆原位制备TiB复合涂层影响的研究中发现,添加CeO2粉末的复合涂层主要由α-Ti和TiB物相组成。随着CeO2含量的增加显微组织明显细化,针状TiB明显增多且均匀分布。随着CeO2含量的增加复合涂层的平均显微硬度逐渐增大,耐磨性和耐蚀性逐渐增强。当CeO2的含量为3wt.%时,复合涂层的平均显微硬度最大,达到1044.6HV,较Nd2O3含量为2wt.%的复合涂层提高了33.9HV;平均摩擦系数最小为0.555,较Nd2O3含量为2wt.%的复合涂层降低了0.048,磨损失重比为0.0014%,小于Nd2O3含量为2wt.%的复合涂层。在对复合涂层腐蚀性能的测试中,当CeO2的含量为3wt.%时,复合涂层的极化电阻(Rp)最大,达到2.206×1017Ω·cm~2,远高于Nd2O3含量为2wt.%的复合涂层。因此当CeO2的含量为3wt.%时,复合涂层具有最佳的耐磨性和耐蚀性。对比发现,当激光功率为3.0k W,扫描速度为5mm/s时,复合涂层的平均显微硬度较基体明显提高,耐磨性和耐蚀性明显增强。随着Nd2O3含量的增加复合涂层的平均显微硬度先增大后减小,耐磨性和耐蚀性先增强后减弱,当Nd2O3的含量为2wt.%时,复合涂层具有良好的耐磨性和耐蚀性。随着CeO2含量的增加复合涂层的平均显微硬度逐渐增大,耐磨性和耐蚀性逐渐增强,当CeO2的含量为3wt.%,复合涂层具有最佳的耐磨性和耐蚀性。
其他文献
文中以某水利工程项目为实例,对该工程施工中边坡开挖支护技术的应用展开分析论述。研究结果表明,开挖边坡时,为确保结构稳定,应采取有效的支护技术措施,可将几种支护技术联合使用,以此来达到预期的支护效果。同时,要保证支护施工质量,使其作用得以充分发挥。
期刊
天津市拥有非常久远的发展历史,在明朝永乐年间正式开始筑城后,天津一直都是我国北方重要的中心城市。天津的自然景观十分优美,文化历史资源丰富,富有地域特色的小吃也很多,吸引着不少外地游客前来观光。建国后,天津市进入了新的发展时期,在政府的支持下,天津市丰富的民间艺术资源得到发掘并蓬勃发展,先后多次登上我国的邮票。邮票图案体现着一个国家或者地区特定历史时期社会经济文化发展情况,具有非常重要的历史、文化和
学位
为了尽快提升温州城区排涝能力,解决城市低洼积水问题,文章重点针对温州城区现状排涝需求及存在的问题,结合海绵城市探讨解决城市内涝问题的措施。通过建设海绵城市设施,构建运维调度体系,建立防汛管理体系,优化排涝系统规划,提升排涝泵站能力,优化雨水管网系统,提高智慧管控能力等方式,缓解城市内涝,治理低洼积水。
期刊
文中结合黄金坪水电站施工情况,对水利水电工程施工中边坡开挖支护技术进行了分析,提出了边坡开挖支护技术要点,旨在为相关工程提供参考。
期刊
铁碳合金因其低廉的价格,良好的加工性能被广泛应用于各种机械零部件的制造。但很多机械零部件在工作环境中必然会遭受震动、磨损、腐蚀的损害,从而诱发表面裂纹等缺陷的形成和发展,影响其服役寿命。大量的研究结果和工程案例表明,表面强化是改善铁碳合金材料性能,延长其服役寿命的有效手段。本文对45钢、T10钢、HT250灰铸铁这三种常用铁碳合金的表面激光重熔工艺进行了研究。首先建立了以45钢为研究对象的激光重熔
学位
行人检测技术的发展使其应用领域越发广泛,尤其在智能辅助驾驶和无人驾驶领域,行人检测技术已经成为促进领域发展的关键技术之一。本文以智能辅助驾驶以及无人驾驶为大背景,针对特殊情境——运动模糊场景下的行人检测进行研究。(1)本文充分研究车辆行驶时所面临的实际状况,建立行人运动模糊场景模型。考虑实际路况中噪声的影响不可避免,以及车辆实际行驶状况中由于车载摄像头和目标场景因为相对位移造成的成像模糊属于全局一
学位
随着生产力的逐渐解放,人们空闲时间的增长,休憩活动在人们日常活动中的比重越来越大,是人们日常生活的重要片段,社区休憩空间则是现代人日常憩息的重要场合。近年来,我国已经开展了很多智慧城市、智慧社区的试点建设项目,从国家层面出发鼓励利用互联网、物联网、大数据等现代科学技术整合各类资源,探究新的社区建设模式。在这一背景下,社区休憩空间的发展伴随着人工智能、物联网、及5G通信等数字信息技术的飞速成长也迎来
学位
水利工程施工面临环境复杂,在地质结构应力影响下开展高边坡开挖施工时容易出现边坡滑塌风险,引发安全事故。因此,水利工程为保证施工安全,需要合理应用高边坡开挖技术,有效规范开挖施工,并根据高边坡地质情况采取适宜的支护技术,增强高边坡稳定性,加固高边坡。基于此,以水利工程中的高边坡开挖支护技术为研究对象,首先阐述了该技术应用必要性,之后通过分析实际水电站高边坡开挖支护技术应用情况,最后针对技术应用质量提
期刊
当今社会处于物质文明与精神文明蓬勃发展的时代的,人们更多的是找寻精神上的满足。在众多的产品装饰设计中,逐渐回归本质,通过富有代表性传统文化符号与新技术的融合让中国的传统文化再次回归到人们的视野中。中国传统的禅文化不拘泥于形式,讲求随心空明,正因“禅”的随心随性越来越符合现代人的精神追求,富有禅意的设计层出不穷,基于禅意水墨的设计更是种类繁多,在装饰设计中应用了中国传统的禅意风格,但在材质的选择缺少
学位
人类历史经历了三次工业革命的发展,社会文明程度已经达到历史空前的高度,其中,以煤矿石油资源利用为代表的工业革命,发掘了人类历史最为宝贵和有效的生态资源,然而由于不节制的加以利用和开采,煤矿生态已经呈现出了千疮百孔的局面。目前,对矿区的再开发利用已经引起极大社会关注,建设矿山公园已经成矿区转型的特别思路。矿山公园是以矿区遗迹资源为中心,具备独特的资源优势,可以建成体现矿区独特性、趣味性及科研价值的矿
学位