氬弧熔敷原位自生顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合涂層研究.pdf

1、在煤礦開(kāi)采領(lǐng)域，刮板運(yùn)輸機(jī)中部底槽的主要材料為16Mn鋼，每年因?yàn)槟p失效造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高16Mn鋼的耐磨性，本文采用氬弧熔敷方法進(jìn)行了Ni60A、Ti-C和Ti-C-Nb等材料體系的熔敷試驗(yàn)。優(yōu)選出了氬弧熔敷最佳工藝參數(shù)。利用XRD、SEM、TEM等手段對(duì)涂層的微觀組織進(jìn)行了分析；熱力學(xué)計(jì)算了原位合成TiC的可行性；研究了TiC的形成條件和長(zhǎng)大機(jī)制，并測(cè)試了熔敷層在不同載荷作用下不同時(shí)間的摩擦磨損性能，分析了磨損機(jī)制。

2、r>　　 對(duì)不同預(yù)涂層厚度、熔敷電流、熔敷速度工藝參數(shù)下熔敷試驗(yàn)的硬度測(cè)試結(jié)果表明，最佳熔敷工藝參數(shù)為：預(yù)涂層厚度為1.5mm左右，熔敷電流120A，熔敷速度為8.0mm/s。
　　 微觀組織和透射分析表明：熔敷層的組織分為三個(gè)區(qū)：熔敷區(qū)、稀釋區(qū)和熱影響區(qū)，在熱影響區(qū)和稀釋區(qū)交界處存在擴(kuò)散層。熔敷層與基體結(jié)合無(wú)氣孔、裂紋等缺陷，呈冶金結(jié)合。復(fù)合涂層內(nèi)部組織存在明顯的梯度分布，在表層的顆粒相比較多。對(duì)復(fù)合涂層的能譜和物相分析表明

3、：涂層組織由γ-Ni，Cr23C6、TiC和(Ti，Nb)C顆粒相組成。TiC和(Ti，Nb)C顆粒相彌散分布在γ-Ni晶界和晶內(nèi)，其形態(tài)為粒狀、花瓣?duì)?、團(tuán)絮狀和樹(shù)枝狀。Nb元素固溶到TiC顆粒相中，形成(Ti，Nb)C化合物。合金粉末中Nb含量越高，(Ti，Nb)C的Nb含量就越高。TiC顆粒與基體金屬的結(jié)合界面潔凈，無(wú)反應(yīng)物、附著物和非晶相，界面清潔。
　　 熱力學(xué)分析證明氬弧熔敷條件下，熔敷過(guò)程中Ti和C發(fā)生冶金反應(yīng)原位合

4、成TiC的可行性。原位合成TiC生長(zhǎng)基元為八面體形狀，生長(zhǎng)機(jī)制包括獨(dú)立形核長(zhǎng)大，沉淀析出和連接生長(zhǎng)。連接生長(zhǎng)為八面體頂角連接和棱邊連接，長(zhǎng)大形態(tài)為花瓣?duì)睢F(tuán)絮狀和枝晶狀。
　　 通過(guò)對(duì)母材、熔敷層的磨損試驗(yàn)表明：在相同磨損條件下，氬弧熔敷Ti-C熔敷層的相對(duì)耐磨性是Ni60熔敷層的1.5倍，是16Mn鋼的7倍；氬弧熔敷Ti-C-Nb熔敷層的相對(duì)耐磨性是Ni60熔敷層的2倍，是16Mn鋼的11倍。16Mn鋼的磨損機(jī)理為磨粒磨損、粘