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(hù)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(jìn)行了熱處理和激光熔覆處理，用超聲波振動(dòng)空蝕實(shí)驗(yàn)機(jī)對所得涂層進(jìn)行了空蝕實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(hù)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(dòng)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(huì)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(dòng)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(jī)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(shí)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(shí)驗(yàn)過程中涂層未發(fā)生大面積