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电弧喷涂Ni-Ti金属间化合物涂层的抗空蚀性能研究

作　者: 张志萍
导　师: 周勇
学　校: 西安石油大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 电弧喷涂 Ni-Ti合金涂层 抗空蚀
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


Ni-Ti金属间化合物除具有形状记忆性能外,还具有优异的抗空蚀、抗冲蚀性能,并且在水轮机、螺旋浆等过流部件上具有广阔的应用前景。但由于Ni-Ti合金机械加工难且价格昂贵,选择喷涂方法在基体材料表面制备一层Ni-Ti合金涂层成了理想的方法。本文利用电弧喷涂方法将Ni-Ti丝材喷涂到1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面,制得Ni-Ti金属间化合物涂层,将所得涂层试样在超声波伸缩振动空蚀试验设备上进行空蚀实验。采用XRD、SEM和EDS等分析手段对Ni-Ti丝材、空蚀前后涂层组织结构及微观特征进行了分析和表征。结果表明：电弧喷涂涂层是由扁平粒子沉积堆垛而成,且具有明显的层状结构；电弧喷涂所得涂层的主要成分为奥氏体NiTi(B2)相、TiO和NiO,其中,超音速电弧喷涂所得涂层的氧化物含量最高；普通电弧喷涂所得涂层次之；氩气保护的电弧喷涂所得涂层的氧化物含量最低。用显微硬度仪测量了1Cr18Ni9Ti不锈钢基体及不同电弧喷涂方法所得涂层的显微硬度,试验测得普通电弧喷涂涂层、超音速电弧喷涂涂层、氩气保护的电弧喷涂涂层的平均硬度分别为585.0HV0.3、580.1HV0.3、494.8HV0.3,其硬度较基体分别提高了约27.8%、26.7%、0.8%。利用超声波伸缩振动空蚀试验没备测试Ni-Ti合金涂层的抗空蚀性能,普通电弧喷涂、超音速电弧喷涂、氩气保护的电弧喷涂所得涂层的抗空蚀能力较基体分别提高了32.6%、41.4%、60.3%,相同条件下,氩气保护的电弧喷涂所得涂层的空蚀失重量最小。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-21
  1.1 课题研究的目的及意义  7
  1.2 电弧喷涂技术简介  7-12
    1.2.1 普通电弧喷涂  8-10
    1.2.2 超音速电弧喷涂  10-11
    1.2.3 电弧喷涂的工艺流程  11-12
    1.2.4 电弧喷涂的应用  12
  1.3 Ni-Ti合金的相关研究  12-17
    1.3.1 Ni-Ti合金的组织结构  12-15
    1.3.2 Ni-Ti合金的研究现状及发展方向  15-16
    1.3.3 Ni-Ti合金涂层的制备方法  16-17
  1.4 涂层的基本理论  17-20
    1.4.1 涂层的形成原理及结合机理  17-18
    1.4.2 涂层的微观结构  18
    1.4.3 涂层的性能检测  18-20
  1.5 课题研究的内容及创新点  20-21
第二章 试验材料、设备及分析方法  21-24
  2.1 试验材料  21-22
    2.1.1 基体材料  21
    2.1.2 喷涂用丝材  21-22
  2.2 试验设备  22-23
    2.2.1 超音速电弧喷涂设备  22
    2.2.2 超声波振动空蚀设备  22-23
  2.3 材、涂层组织结构及相结构表征  23-24
第三章 电弧喷涂Ni-Ti合金涂层的制备与研究  24-34
  3.1 电弧喷涂Ni-Ti合金涂层的制备  24-27
  3.2 电弧喷涂制备Ni-Ti合金涂层的断面组织分析  27-29
  3.3 电弧喷涂制备Ni-Ti合金涂层的XRD分析  29-30
  3.4 电弧喷涂制备Ni-Ti合金涂层的显微硬度分析  30-32
  3.5 本章小结  32-34
第四章 电弧喷涂Ni-Ti合金涂层的抗空蚀性能研究  34-50
  4.1 空蚀研究简介  34-37
    4.1.1 空蚀现象  34-35
    4.1.2 空蚀基本原理  35-36
    4.1.3 空蚀过程特点  36
    4.1.4 空蚀的影响因素  36-37
    4.1.5 空蚀性能的相关研究  37
  4.2 试验材料与方法  37-41
    4.2.1 空蚀试验材料  37-38
    4.2.2 空蚀试验设备  38-40
    4.2.3 空蚀试验流程  40-41
  4.3 试验结果与讨论  41-48
    4.3.1 空蚀失重量分析  41-44
    4.3.2 空蚀表面微观组织形貌分析  44-48
  4.4 本章小结  48-50
第五章 结论  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56-57
详细摘要  57-66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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