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等离子束表面冶金涂层的耐腐蚀性研究

作　者: 王斐斐
导　师: 李惠琪
学　校: 山东科技大学
专　业: 材料学
关键词: 等离子束表面冶金显微组织海水腐蚀盐雾实验点蚀空泡腐蚀
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文针对腐蚀环境特点设计出了耐腐蚀的等离子束表面冶金Fe基合金粉末,采用同步送粉的方式,高能等离子束作为加热源,得到了等离子束表面冶金涂层。详细分析了等离子束表面冶金涂层的宏、微观组织和硬度,重点分析了其耐腐蚀性能。应用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射等手段,详细研究了表面冶金涂层中的组织成分特征。等离子束表面冶金涂层底部属于典型的外延式平面晶组织;过渡到表面冶金涂层顶部是较规则的树枝状组织和等轴晶组织。从界面到表面,涂层中的成分含量总体趋势升高或降低,微观扰动。表面冶金区与基体之间则存在白亮带,它是以平面晶的生长形态沿热流方向生长出来的,白亮层的形成表明涂层与基体实现了良好的冶金结合。等离子束表面冶金涂层的硬度较高,冶金涂层内硬度分布较均匀。其强韧化机制主要有:固溶强化、弥散强化和细晶强化。表面冶金试样在海水中和在中性盐雾中均发生点蚀;腐蚀溶液中大量侵蚀性的阴离子和溶解氧的存在是试样发生点蚀的主要原因。利用动电位极化曲线及交流阻抗实验等证实,等离子束表面冶金试样在海水中和盐雾腐蚀实验中均表现出比不锈钢较优良的耐腐蚀性能。腐蚀最初阶段腐蚀速度较快,随着腐蚀的进行略有降低,长时间腐蚀后试样腐蚀速度比较稳定,变化不大。表面冶金粉末中高含量的耐点蚀元素、良好的质量以及等离子束表面冶金技术的快速凝固和冷却的特点,是等离子束表面冶金涂层有较慢电化学腐蚀速度的原因。等离子束表面冶金涂层具有一定的耐空泡腐蚀性能,空泡腐蚀42h后,等离子束表面冶金涂层累积失重是0Cr13Ni6Mo不锈钢的1.23倍。硬质相晶界对γ-(Fe,Ni)相塑性变形的阻碍以及应力诱发γ-(Fe,Ni)相向马氏体组织转变是等离子束表面冶金涂层具有一定耐空泡腐蚀性能的主要原因,杂质、气孔、裂纹等缺陷对其耐空泡腐蚀性能有重要影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 金属腐蚀的分类  11-14
  1.3 腐蚀科学技术发展简史  14-15
  1.4 金属腐蚀的防护方法  15-19
  1.5 本课题研究内容及意义  19-22
2 等离子束表面冶金技术概述  22-31
  2.1 等离子束表面冶金技术原理  22
  2.2 等离子束表面冶金设备  22-25
  2.3 等离子束表面冶金合金设计  25-28
  2.4 等离子束表面冶金的工艺设计  28-30
  2.5 本章小结  30-31
3 实验材料及实验方法  31-39
  3.1 实验材料  31-32
  3.2 等离子束表面冶金涂层的制备  32
  3.3 组织观察和性能检测  32-34
  3.4 腐蚀性能测试  34-39
4 等离子束表面冶金涂层组织及性能分析  39-51
  4.1 等离子束表面冶金涂层形貌观察  39-40
  4.2 等离子束表面冶金涂层微观组织观察  40-48
  4.3 等离子束表面冶金涂层的显微硬度  48-49
  4.4 本章小结  49-51
5 等离子束表面冶金涂层的耐腐蚀性能  51-68
  5.1 海水全浸泡腐蚀实验结果  51-55
  5.2 盐雾腐蚀实验结果  55-58
  5.3 电化学法实验结果  58-62
  5.4 空泡腐蚀实验结果  62-66
  5.5 本章小结  66-68
6 结论  68-70
参考文献  70-75
致谢  75-76
在学期间研究成果  76

等离子束表面冶金涂层的耐腐蚀性研究

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