NiTi涂層的抗空蝕性能研究.pdf

1、本論文以研究NiTi涂層的抗空蝕性能為核心，采用氬氣保護電弧噴涂和冷噴涂兩種制備工藝，在1Cr18Ni9Ti馬氏體不銹鋼上制備了所需的涂層試樣，此后對這兩種制備工藝所得涂層試樣分別進行了熱處理和激光熔覆處理，用超聲波振動空蝕實驗機對所得涂層進行了空蝕實驗，在此過程中研究了熱處理和激光熔覆后涂層的顯微組織、物相以及顯微硬度所發(fā)生的變化，結(jié)合空蝕實驗結(jié)果，研究了不同處理工藝后NiTi涂層的抗空蝕性能。
　　結(jié)果表明:采用氬氣保護電弧噴

2、涂技術(shù)制備所得NiTi涂層的相結(jié)構(gòu)以奧氏體NiTi(B2)相、少量的TiO和NiO相為主，涂層內(nèi)部層狀結(jié)構(gòu)明顯，分布著數(shù)量較少的孔洞和裂紋，組織均勻故顯微硬度波動較小;熱處理后涂層的層狀結(jié)構(gòu)逐步消失，相結(jié)構(gòu)以NiTi(B2)相、Ti2Ni和Ni3Ti相為主，由于在β-Ti和Ti2Ni相交界處會發(fā)生共晶反應(yīng)，所以導(dǎo)致高溫?zé)崽幚砗?，涂層?nèi)部的孔洞和微裂紋的數(shù)量增多;涂層經(jīng)熱處理后其顯微硬度顯著得到提高，但是組織不均勻性導(dǎo)致其波動變大;激光熔

3、覆處理后，涂層的層狀結(jié)構(gòu)完全消失，內(nèi)部存在數(shù)量極少的孔洞，出現(xiàn)的枝狀晶粒細(xì)小而彌散，此時涂層由奧氏體NiTi(B2)相、馬氏體NiTi(B19')相、γ-Fe和氧化物(NiO、TiO)構(gòu)成，顯微硬度較熱處理涂層高。
　　空蝕實驗表明:熱處理能夠提高NiTi涂層的抗空蝕性能，這主要是由于在熱處理后涂層層狀結(jié)構(gòu)消失，晶粒細(xì)化，結(jié)合強度提高;但是高溫?zé)崽幚砗笸繉又械娜毕莺陀操|(zhì)相數(shù)量相對增多，因此高溫?zé)崽幚韺iTi涂層的抗空蝕性能將產(chǎn)生

4、不利的影響;而激光熔覆后涂層的熔池區(qū)未觀察到空蝕現(xiàn)象，只在未熔化區(qū)發(fā)現(xiàn)了空蝕失效，且這些空蝕形貌與熱處理涂層的空蝕形貌相似;對激光熔覆電弧噴涂NiTi涂層和熱處理涂層的空蝕實驗結(jié)果分析后可以得出，涂層經(jīng)激光熔覆處理后其抗空蝕性能較熱處理涂層的抗空蝕性能優(yōu)異。
　　采用冷噴涂技術(shù)制各得到的NiTi涂層，其相結(jié)構(gòu)依然保持了機械合金化后鎳和鈦的單質(zhì)狀態(tài)，涂層中沒有生成金屬間化合物，涂層的形成過程中金屬顆粒隨機碰撞結(jié)合，因此涂層內(nèi)部顆粒顯

5、得雜亂;熱處理后，涂層中逐步生成了NiTi(B2)相、Ti2Ni和Ni3Ti相，NiTi(B2)相具有高溫穩(wěn)定性，金屬顆粒條塊由粗大結(jié)構(gòu)逐步細(xì)化，顯微硬度得到提高，基體與涂層間出現(xiàn)了明顯的裂紋，這也導(dǎo)致在空蝕過程中涂層短時間內(nèi)出現(xiàn)了大面積的剝落;激光熔覆后，涂層相結(jié)構(gòu)由馬氏體NiTi(B19')相、γ-Fe和奧氏體NiTi(B2)相組成，涂層內(nèi)部金屬顆粒條塊狀完全消失，基體與涂層之間的結(jié)合方式為冶金結(jié)合，在空蝕實驗過程中涂層未發(fā)生大面積