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电站阀门用钢表面改性研究

谭延宏  
【摘要】:表面改性技术已经在各个领域得到了广泛关注和应用。本文为了改善电站阀门用钢的表面性能,分别采用等离子喷涂。等离子体稀土氮碳共渗以及真空烧结法进行表面改性处理,并分析各涂层的组织及耐磨损。耐腐蚀性能。 采用等离子喷涂技术制备纳米Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层,本文研究内容涉及到的TiO_2质量分数为13%。利用OM。SEM。XRD等实验分析手段对12CrMoV钢和25#钢表面涂层分别进行了显微组织。物相分析,发现涂层与基体之间无元素扩散,为机械结合方式。涂层内存在部分熔融和完全熔融组织,稳定相为-Al_2O_3。涂层最高纳米硬度可达5.035GPa,相对于基体摩擦系数较低维持在0.45以下,磨损轻微,自腐蚀电位较高为-434.9mV,自腐蚀电流密度较低。 在460和560工艺条件下,对两种基体钢进行等离子体稀土氮碳共渗处理,颗粒状氮化物生成量。团聚程度以及元素扩散均随温度升高有所增加,ε-Fe3N和′-Fe4N相组成比例发生变化。显微硬度。摩擦磨损测试结果表明12CrMoV钢硬度变化呈现出明显梯度,最高可达884.1HV,摩擦系数保持在0.30耐磨损性能较好。通过腐蚀性能测试发现腐蚀初期460共渗层自腐蚀电位较高,但腐蚀后期560共渗层进入钝化区并一直保持钝化状态,体现出较好耐腐蚀性能。 采用真空烧结法在12CrMoV钢和25#钢基体上,制备厚度约为2mm的Ni-WC复合涂层。基体与涂层发生大量元素扩散,出现较宽的冶金结合过渡层。Ni-WC复合涂层中不仅存在WC硬质相颗粒,还生成了W2C。Cr1.8W3.2B3等起到弥散强化的硬质相,使表面硬度达60HRC以上。室温磨损条件下摩擦系数降低至0.20至0.25,高温摩擦磨损时表面磨损轻微,摩擦系数有所升高;自腐蚀电位为-392.0mV,自腐蚀电流密度为7.43×10~(-9)A/cm~2,表面腐蚀为孔隙发生的点蚀,耐蚀性能较好。


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