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，結合空蝕實驗結果，研究了不同處理工藝后NiTi涂層的抗空蝕性能。
　　結果表明:采用氬氣保護電弧噴

2、涂技術制備所得NiTi涂層的相結構以奧氏體NiTi(B2)相、少量的TiO和NiO相為主，涂層內部層狀結構明顯，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構逐步消失，相結構以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，所以導致高溫熱處理后，涂層內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致其波動變大;激光熔

3、覆處理后，涂層的層狀結構完全消失，內部存在數(shù)量極少的孔洞，出現(xiàn)的枝狀晶粒細小而彌散，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構消失，晶粒細化，結合強度提高;但是高溫熱處理后涂層中的缺陷和硬質相數(shù)量相對增多，因此高溫熱處理對NiTi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。
　　采用冷噴涂技術制各得到的NiTi涂層，其相結構依然保持了機械合金化后鎳和鈦的單質狀態(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合，因此涂層內部顆粒顯

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構逐步細化，顯微硬度得到提高，基體與涂層間出現(xiàn)了明顯的裂紋，這也導致在空蝕過程中涂層短時間內出現(xiàn)了大面積的剝落;激光熔覆后，涂層相結構由馬氏體NiTi(B19')相、γ-Fe和奧氏體NiTi(B2)相組成，涂層內部金屬顆粒條塊狀完全消失，基體與涂層之間的結合方式為冶金結合，在空蝕實驗過程中涂層未發(fā)生大面積