激光熔化沉积合成NiTi基金属间化合物复合涂层微结构特征与性能研究

论文摘要

NiTi合金因具有良好的耐蚀性而在工业领域具有广阔的应用前景。但是,硬度低和耐磨性差限制了其应用范围。基于此,本文采用激光熔化沉积技术,原位合成了NiTi基金属间化合物复合涂层,研究了不同NiCr和TC4含量比对复合涂层显微结构演变、硬度、耐蚀性和耐磨性的影响,得到的主要结果如下:1.以不同质量比的NiCr和TC4粉末作为熔覆材料,采用激光熔化沉积技术,成功制备了主要由NiTi、NiTi2和Ni3Ti等金属间化合物其复合涂层,显微组织均呈现鱼骨状和粗大枝晶结构特征。2.当TC4含量为5 wt.%时,随着扫描速度的增加,复合涂层显微硬度逐渐增加。当TC4含量由10 wt.%增加到20 wt.%时,复合涂层的硬度由800HV0.2增加到850 HV0.2,约是TC4合金(基材)的2.5倍。3.在3.5wt.%NaCl溶液和模拟体液(SBF溶液)中,对10 wt.%和20 wt.%TC4含量下复合涂层进行电化学测试。结果发现:在NaCl溶液中20 wt.%TC4含量下,复合涂层的耐蚀性能较好;在模拟体液(SBF溶液)中10 wt.%TC4含量下,复合涂层的耐蚀性能较好。此外,在SBF溶液中对不同速度下5 wt.%TC4含量下复合涂层进行电化学测试发现:TC4合金的耐蚀性优于复合涂层;扫描速度为13mm/s复合涂层的耐蚀性最好,扫描速度为11mm/s复合涂层的耐蚀性最差。4.随着TC4粉末含量的增加,复合涂层耐磨性能增加。另外,对于5 wt.%TC4含量下,随着扫描速度的增加,涂层耐磨性先降低后增加。当扫描速度为13mm/s时,复合涂层的耐磨性最好。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 前言

1.2 激光熔化沉积技术

1.2.1 激光熔化沉积技术原理及特点

1.2.2 激光熔化沉积NiTi合金国内外发展现状

1.2.3 沉积参数对涂层性能的影响

1.3 本文的研究目的及研究内容

1.4 本章小结

第二章实验材料与设备

2.1 实验粉末制备

2.2 实验基材选择

2.3 激光器的选择

2.4 涂层制备

2.5 涂层与物相的表征分析

2.5.1 涂层物相及显微结构表征

2.5.2 显微硬度表征

2.5.3 电化学腐蚀表征

2.5.4 摩擦磨损表征

2.5.5 X射线光电子能谱（XPS）表征

2.6 本章小结

第三章激光熔化沉积NiTi基金属间化合物涂层显微结构研究

3.1 20%TC4含量下复合涂层显微组织结构分析

3.2 10%TC4含量下复合涂层显微组织结构分析

3.3 5%TC4含量下复合涂层显微组织结构分析

3.4 复合涂层的显微硬度

3.4.1 10%和20%TC4含量下复合涂层显微硬度

3.4.2 5%TC4含量复合涂层显微硬度

3.5 本章小结

第四章激光熔化沉积NiTi基金属间化合物涂层耐蚀性能研究

4.1 20%TC4含量下复合涂层的耐蚀性分析

4.2 10%TC4含量下复合涂层的耐蚀性分析

4.3 NiTi基复合涂层在模拟体液中的耐蚀性能分析

4.4 5%TC4含量下复合涂层在模拟体液中耐蚀性分析

4.5 不同浸泡时间对20%TC4复合涂层耐蚀性的影响

4.5.1 浸泡后涂层表面测试分析

4.5.2 XPS表面分析

4.5.3 浸泡后电化学腐蚀分析

4.6 本章小结

第五章激光熔化沉积NiTi基金属间化合物涂层耐磨性能研究

5.1 10%和20%TC4含量下复合涂层摩擦磨损性能

5.2 5%TC4含量下复合涂层摩擦磨损性能分析

5.3 本章小结

第六章总结

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 石全举

导师: 周圣丰

关键词: 激光熔化沉积,显微结构及硬度,电化学性能,磨损机制

来源: 天津工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,金属学及金属工艺,无线电电子学

单位: 天津工业大学

分类号: TN249;TG174.4

总页数: 77

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