核閥密封面無鈷鎳基合金涂層材料及熔覆工藝研究.pdf

1、核電閥門是核電設(shè)備的重要關(guān)鍵部件,其密封面質(zhì)量的好壞直接影響閥門的性能。通過選用性能良好的材料堆焊閥門密封面,可以顯著延長了閥門的使用壽命。長期以來,鈷基材料被視為高溫高壓閥門密封面堆焊材料的“王牌”。但Co是一種稀有金屬,價格昂貴,而Co元素在輻射環(huán)境下會被激發(fā)形成半衰期很長的放射性同位素CO60,引起核污染,在第三代、第四代核電站閥門中面臨淘汰。
　　 本文設(shè)計了一種鎳基合金材料,以在高溫下耐磨損和耐腐蝕性能接近或超過鈷基合

2、金為目的。該合金以Ni為主,選取能有利于產(chǎn)生固溶強化、第二相強化、晶界強化的添加元素Cr、W、Al、Mo、Si等,通過激光熔覆的方法,對制備的熔覆層的結(jié)晶狀態(tài)和物相類型進行分析,進一步調(diào)整粉末配方,最終確定了鎳基粉末成分,并命名為Ni-3。
　　 通過改進激光熔覆光頭結(jié)構(gòu)和優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù),獲得了熔道平整光滑,無裂紋、氣孔等缺陷的熔覆層。并從微觀的角度,分析了熔覆層的凝固特征和不同工藝參數(shù)下熔覆層的組織特征。合金中生成的硬質(zhì)

3、相M23(CB)6、M7C3、Ni3Al和少量的Ni3B、Ni3Si大大提高硬熔覆層的硬度,而且因加入了少量的B和Y2O3,它們具有細化晶粒和強化晶界的作用,進一步改善了涂層的硬度和韌性,常溫下,平均硬度在HV0.3500左右,與鈷基Stellite06接近,比目前使用評價較好的代鈷材料Norem02鐵基合金低。
　　 在360℃高溫磨損試驗中,Ni-3磨損失重體積是Norem02的一半,與Stellite06接近,略大于Ste