Y2O3對激光熔覆原位合成顆粒增強金屬基復(fù)合涂層組織性能的影響.pdf

1、本文通過在Ti6A14V表面激光熔覆原位合成TiB2-TiC增強Ni基和TiB-TiC增強Ti基復(fù)合涂層,將陶瓷材料的高硬度、高化學穩(wěn)定性和鈦合金的高延性、高強度有機地結(jié)合在一起,提高了鈦合金表面的摩擦磨損性能。且原位生成的陶瓷增強相與基體的相容性更好,界面比以往方法制備的復(fù)合材料的更清潔、結(jié)合更牢固,而這能確保基底有足夠的強度去轉(zhuǎn)移應(yīng)力。由于稀土在激光熔覆層中能起到微合金化、凈化晶界、細化晶粒、改善晶界狀態(tài)、抑制柱狀晶生長等作用,本文

2、將稀土氧化物Y2O3引入到激光熔覆處理中有效地改善熔覆層的組織和性能。本文的研究工作具體體現(xiàn)在以下方面:
　　1.選擇四個反應(yīng)體系:Ti-B4C-Al、Ti-B4C-Al+(1-3wt％)Y2O3、Ni-Ti-B-Cr、Ni-Ti-B-Cr+(納米/亞微米)Y2O3,并通過熱力學計算對其反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)條件進行理論預(yù)測,然后在優(yōu)化組合工藝參數(shù)(功率、光斑直徑和掃描速度)的條件下進行熔覆試驗。
　　2.通過X射線衍射儀(XRD)

3、、能譜儀(EDS)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等對涂層的物相組成、基體組織及增強相形態(tài)、成分、分布及大小進行分析表征,對涂層不同區(qū)域增強相和基體界面附近區(qū)域的形貌、相組成以及成分變化進行分析表征。再結(jié)合熱力學和動力學、高能束作用下熔體的流動特征等來研究了增強相原位生長機制,對影響增強相組織的工藝參數(shù),添加稀土種類、含量、添加形式及其他組分的配比進行深入研究。
　　3.通過高溫摩擦磨損試驗機對基體和涂層的常溫摩擦磨損行為

4、進行研究,通過維氏硬度儀測量了試樣橫截面(包括涂層稀釋區(qū)、熱影響區(qū)和基體)上硬度分布分析硬度隨距涂層表面距離的變化情況,采用壓痕法測試了涂層不同區(qū)域的斷裂韌性。綜合上述結(jié)果比較基體及不同體系復(fù)合涂層的力學性能,初步揭示增強相強韌化機制。
　　4.著重研究了不同粒徑和含量的稀土 Y2O3添加對涂層組織及力學性能的影響規(guī)律,揭示了稀土添加作用下涂層增強相的原位生長機制和強韌化機制。研究表明適量稀土的添加在不降低涂層硬度的前提下,可通過