本文關鍵詞：2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂層的組織及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽輪機末級長葉片材料2Cr12MoV不銹鋼在長期服役過程中,水蝕問題非常嚴重,而且受激振力的作用易發(fā)生疲勞斷裂,目前通常采用釬焊司太立合金片的方法來提高其耐水蝕性能,然而釬焊合金片與基材結合不牢且大面積釬焊造成的焊接變形比較大,因此本文采用激光熔覆的方法在2Cr12MoV表面上制備Stellite 6耐水蝕涂層。利用半導體激光器,結合同軸送粉系統(tǒng),在工藝參數(shù):激光功率為2800 W,掃描速度為8 mm/s,送粉速率為13.56 g/min,尾吹氣流量為15 L/min,保護氣流量為5 L/min可以獲得成形良好、無缺陷、稀釋率低且與基材2Cr12MoV呈冶金結合的Stellite 6合金涂層。重點研究了在此工藝參數(shù)下不同掃描路徑對多層多道涂層的組織和硬度的影響。研究結果表明,單向掃描路徑下的多層多道涂層組織呈現(xiàn)明顯的外延生長,層與層之間的搭接區(qū)由于回火的作用導致硬度值有明顯的下降,而交叉掃描路徑下的組織外延生長得到了一定程度的抑制,而且每一層的硬度分布相對于單向掃描路徑也更加的均勻。基材2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6合金涂層后,其耐磨性能提高了約3倍,耐水蝕性能也得到了明顯的提高。而且其疲勞極限為380 MPa,仍接近于純基材的疲勞極限400 MPa,在經(jīng)過550℃×6 h去應力退火之后,熔覆試樣的疲勞性能有一定程度的提高,甚至優(yōu)于純基材的疲勞性能。分析其疲勞斷口發(fā)現(xiàn),基材2Cr12MoV的疲勞源一般位于試樣的表面,在疲勞裂紋擴展階段的前期可以看到呈放射狀的二次疲勞臺階,后期可以看到典型的疲勞特征二次裂紋和輪胎花樣,瞬斷區(qū)為較深的韌窩;而熔覆試樣的疲勞源一般位于基材側的棱角處,然后呈扇形由基材向熔覆層一側擴展,最后發(fā)生瞬斷,其中在基材一側的瞬斷區(qū)為韌窩斷裂,但韌窩相對于純基材瞬斷區(qū)的韌窩變淺,而在熔覆層一側則為準解理斷裂和沿樹枝晶斷裂的混合斷裂模式。對比研究了不同掃描路徑對激光熔覆成型Stellite 6合金涂層的拉伸性能和疲勞裂紋擴展速率的影響。研究結果表明,單向掃描路徑下沿縱向即平行于掃描方向的試樣力學性能優(yōu)于沿橫向即垂直于掃描方向截取的試樣,而采用交叉掃描路徑熔覆獲得的試樣其力學性能位于上述二者之間。掃描路徑對疲勞裂紋擴展速率的影響也有類似的規(guī)律,沿橫向疲勞裂紋擴展速率最快,沿縱向疲勞裂紋擴展速率最慢,交叉掃描路徑下的疲勞裂紋擴展速率位于二者之間。
【關鍵詞】：激光熔覆 Stellite 6 摩擦磨損 耐水蝕性能 疲勞性能
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK265;TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 汽輪機末級長葉片的水蝕與疲勞斷裂11-15
• 1.1.1 汽輪機末級長葉片的水蝕11-13
• 1.1.2 汽輪機末級長葉片的疲勞斷裂13-14
• 1.1.3 水蝕的防護措施14-15
• 1.2 激光熔覆技術簡介15-20
• 1.2.1 激光熔覆技術的特點與工藝15-18
• 1.2.2 激光熔覆涂層的性能18-19
• 1.2.3 激光熔覆技術的問題19-20
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20
• 1.4 課題研究的意義及主要內(nèi)容20-22
• 1.4.1 課題研究的意義20-21
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容21-22
• 第二章 試驗材料及方法22-31
• 2.1 試驗材料及設備22-24
• 2.1.1 試驗材料22-23
• 2.1.2 激光熔覆設備23-24
• 2.2 試驗方法24-25
• 2.3 顯微組織分析25
• 2.3.1 金相試樣制備及組織分析25
• 2.3.2 X射線衍射物相分析(XRD)25
• 2.3.3 差示掃描量熱分析(DSC)25
• 2.4 性能測試25-30
• 2.4.1 硬度及耐磨性測試25-26
• 2.4.2 水蝕性能測試26-27
• 2.4.3 拉伸性能測試27-28
• 2.4.4 疲勞性能測試28-29
• 2.4.5 疲勞裂紋擴展速率測試29-30
• 2.5 本章小結30-31
• 第三章 激光熔覆Stellite 6 合金涂層微觀組織分析31-43
• 3.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層單道微觀組織分析31-36
• 3.1.1 單道熔覆涂層的宏觀形貌分析31-32
• 3.1.2 單道熔覆涂層的物相分析32-35
• 3.1.3 單道熔覆涂層的微觀組織分析35-36
• 3.2 激光熔覆Stellite 6 合金涂層多層多道微觀組織分析36-41
• 3.2.1 掃描路徑對多層多道熔覆涂層的組織生長影響分析36-38
• 3.2.2 掃描路徑對多層多道熔覆涂層的硬度影響分析38-40
• 3.2.3 多層多道熔覆涂層的層間微觀組織分析40-41
• 3.3 本章小結41-43
• 第四章 激光熔覆Stellite 6 合金涂層力學性能研究43-52
• 4.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層耐水蝕性能研究43-47
• 4.1.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層水蝕形貌分析43-46
• 4.1.2 激光熔覆Stellite 6 合金涂層水蝕機理分析46-47
• 4.2 激光熔覆Stellite 6 合金涂層摩擦磨損性能研究47-50
• 4.2.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層磨損性能分析47-48
• 4.2.2 激光熔覆Stellite 6 合金涂層磨損機制分析48-50
• 4.3 本章小結50-52
• 第五章 激光熔覆Stellite 6 合金涂層材料疲勞行為研究52-72
• 5.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層試樣的高周拉壓疲勞行為研究52-66
• 5.1.1 激光熔覆Stellite 6 合金涂層的高周拉壓疲勞試樣制備52-53
• 5.1.2 激光熔覆Stellite 6 合金涂層試樣的疲勞壽命(S-N)曲線分析53-56
• 5.1.3 激光熔覆Stellite 6 合金涂層試樣的疲勞斷.分析56-62
• 5.1.4 激光熔覆Stellite 6 合金涂層試樣的斷.組織分析62-65
• 5.1.5 激光熔覆Stellite 6 合金涂層試樣的斷裂機理分析65-66
• 5.2 掃描路徑對激光熔覆涂層試樣疲勞裂紋擴展速率的影響66-70
• 5.2.1 掃描路徑對激光熔覆涂層試樣拉伸性能的影響66-68
• 5.2.2 掃描路徑對激光熔覆涂層試樣疲勞裂紋擴展速率的影響68-70
• 5.3 本章小結70-72
• 第六章 結論72-74
• 參考文獻74-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱寶田;汽輪機末級葉片在變負荷運行時的動應力和疲勞壽命特性[J];上海汽輪機;2001年01期

  本文關鍵詞：2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂層的組織及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：263389