等離子熔覆TiC-Ni梯度層組織及其抗汽蝕性能研究.pdf

1、本課題利用等離子掃描設(shè)備在45鋼表面制備TiC/Ni梯度熔覆層，采用透射電鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、金相顯微鏡等分析測(cè)試熔覆層的組織。對(duì)添加TiC粒度為3μm和納米級(jí)的兩種TiC/Ni熔覆層及對(duì)比材料ZG06Cr13Ni5Mo進(jìn)行汽蝕破壞試驗(yàn)，采用體視顯微鏡和掃描電鏡跟蹤觀察汽蝕過(guò)程中的形貌變化，分析材料的抗汽蝕性能及汽蝕破壞機(jī)理，利用激光顆粒分布測(cè)量?jī)x測(cè)量汽蝕剝落顆粒的粒徑大小。 設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)對(duì)熔覆工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。影響熔覆

2、層綜合指標(biāo)的參數(shù)關(guān)系為：工作電流>掃描速度>TiC粉術(shù)鋪設(shè)方式。當(dāng)TiC粉末從底層到頂層依次按10％、15％、20％的含量預(yù)涂，且工作電流為140A、掃描速度15cm/min和TiC粒度為3μm時(shí)，獲得熔覆層綜合質(zhì)量最優(yōu)(硬度最高達(dá)HV1088)。該熔覆層相為γ-Ni、TiC、Ni<,3>B、M<,23>C<,6>以及鉻的硼化物，組織由表及里依次為細(xì)小樹(shù)枝晶、樹(shù)枝晶、胞狀樹(shù)枝晶、胞狀晶和平面晶；TiC顆粒含量和粒徑由表及里都呈梯度減小。

3、熔覆層硬度和TiC的分布相關(guān)，除最表層外，硬度由表及里呈梯度下降。 汽蝕試驗(yàn)樣品的制備采用兩道搭接熔覆，搭接區(qū)凝固組織粗化，硬度下降。為減少汽蝕試驗(yàn)誤差，更換lCr18Ni9Ti為基體，經(jīng)測(cè)定物相并無(wú)改變，結(jié)合處硬度值差異也較小。按照"振動(dòng)空蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)"進(jìn)行汽蝕破壞試驗(yàn)。結(jié)果表明添加TiC粒徑為3μm的Ni60+TiC熔覆層失重最少，添加TiC粒徑為納米級(jí)的Ni60+TiC熔覆層次之，兩者抗汽蝕能力均優(yōu)于ZG06Cr13Ni5M