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《合肥工业大学》 2004年
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真空熔结稀土镍基合金涂层组织结构与性能的研究

闵丹  
【摘要】: 本文采用真空熔结的方法在45~#钢母材上获得了稀土NiCrBSi自熔性合金涂层,借助X射线衍射、SEM及EDX研究了涂层截面的微观组织、相结构及涂层与母材界面附近的组织特征,并通过对涂层硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性能的测试及评估,研究和讨论了稀土的介入对涂层合金成分、组织结构和性能的作用机制;建立了基本参数数据库。结果显示真空熔结NiCrBSi合金涂层在稀土元素(Ce、La、Y)介入后,合金元素的分布、组织结构和性能方面都有了显著的变化,表现在:真空熔结NiCrBSi合金涂层为Ni基固溶体和分布在固溶体上块状、球状和针状的CrB、Ni_3B、Cr_7C_3、Cr_(23)C_6、Cr_3Ni_5Si_2等碳、硼、硅化物组成;涂层与母材为良好的冶金结合;添加稀土元素的NiCrBSiRE合金涂层消除了针状组织,出现了薄片状和球状相,并析出了新的化合物NiB和Ni_2B;稀土元素改变了涂层中Cr、Ni、B等元素的分布,使涂层基体—镍基固溶体和某些硬质相中Cr、Ni、B等元素含量发生改变;稀土元素阻碍了母材一侧Fe原子向涂层的扩散,减轻了Fe原子对涂层的“稀释”作用,保证了涂层的化学组成;涂层表面硬度提高,且基体与组成相的显微硬度也大大提高;纵截面母材与涂层的过渡区域显微硬度变化较为平缓,且在距离过渡区为0.5mm~0.7mm的涂层一侧出现的硬度峰值远高于未加稀土的涂层;涂层的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性明显优化;涂层在NaOH溶液、NaCl溶液和H_2SO_4溶液有较强的耐腐蚀性,而在HCl溶液中耐蚀性较差,在HNO_3溶液中耐蚀性最差;对比不同的稀土元素和不同的稀土介入量的影响,以添加0.3%的混合稀土富铈合金(Ce+La)的效果最为明显,各项性能达到最优。利用Fox建立的数据库,使得大量实验数据的存储和引用更为方便和快捷。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG174

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