Ce对铝青铜合金粉末及其熔覆层组织性能的影响

摘要

本研究采用水雾化法制备新型铝青铜(Cu-14Al-X)合金粉末材料，材料的主要元素成分为Cu70～80％、Al12～16％、Fe2.0～4.0％，另外，其它的微量元素为Mn、Ni、Co、Ce等。并通过对水雾化法制备的铝青铜合金粉末颗粒的表面形貌、断面组织特征、显微硬度及其性能进行了研究与测试，探讨了元素Ce对铝青铜合金粉末表面形貌与性能的影响。结果表明，稀土元素Ce可以改善铝青铜合金粉末的表面形貌，提高合金粉末颗粒的球形度，并细化粉末晶粒，从而提高合金粉末颗粒的显微硬度、松装密度和流动性等性能。
　　 将水雾化法制备的铝青铜合金粉末采用等离子喷焊技术，将其涂覆在45[＃]钢基材表面上，通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、扫描电子显微(SEM)以及能谱仪(EDS)等对铝青铜合金粉末熔覆层的表面金相组织、相结构、界面组织和硬度进行了研究与测试，从而探讨了稀土元素Ce对铝青铜合金粉末熔覆层的组织与硬度的影响。结果表明，铝青铜合金粉末熔覆层组织主要由Cu9Al4、AlFe3、AlFe、Fe3Mn7等化合物组成，元素Ce对熔覆层的物相结构没有明显的影响，但它能够促进熔覆层黑色硬质相(k相)的生成，改善k相的形貌，使得k相分布更加均匀，细化熔覆层组织晶粒，并能净化晶界，减少其它合金元素的偏聚，提高熔覆层的结合强度和硬度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1材料表面工程技术

1.1.1表面工程技术概述

1.1.2表面工程技术的分类

1.1.3表面涂覆技术

1.2稀土在金属表面工程材料中的应用

1.2.1稀土元素概述

1.2.2稀土在金属表面工程领域中的应用

1.2.3稀土在金属表面工程中的作用机理

1.3铜及铜合金在表面工程中的研究进展

1.3.1铜及铜合金材料的概述

1.3.2铜合金材料在表面工程中的应用

1.4选题意义和研究内容

1.4.1选题意义

1.4.2研究内容

第2章 铝青铜合金粉末与熔覆层的制备及其实验方法

2.1粉末概述

2.2铝青铜合金粉末的制备

2.2.1材料的化学成分

2.2.2水雾化法制备铝青铜合金粉末

2.3铝青铜合金粉末熔覆层的制备

2.4铝青铜合金粉末性能测试

2.4.1合金粉末松装密度测试

2.4.2合金粉末流动性测试

2.4.3合金粉末显微硬度测试

2.5铝青铜合金粉末熔覆层组织性能研究

2.5.1熔覆层微观组织结构分析

2.5.2熔覆层硬度测试

2.6本章小结

第3章Ce对铝青铜合金粉末的影响

3.1实验结果

3.1.1铝青铜合金粉末的表面形貌

3.1.2铝青铜合金粉末的粒度分布

3.1.3铝青铜合金粉末的工艺性能

3.1.4铝青铜合金粉末的物相分析

3.1.5铝青铜合金粉末的断面组织

3.1.6铝青铜合金粉末的显微硬度

3.2分析与讨论

3.2.1 Ce对铝青铜合金粉末表面形貌的影响

3.2.2 Ce对铝青铜合金粉末性能的影响

3.2.2 Ce对铝青铜合金粉末断面组织的影响

3.2.2 Ce对铝青铜合金粉末显微硬度的影响

3.3本章小结

第4章Ce对铝青铜合金粉末熔覆层组织性能的影响

4.1实验结果

4.1.1熔覆层表面金相组织分析

4.1.2熔覆层的X-ray分析

4.1.3熔覆层的EDS分析

4.1.4熔覆层的EPMA面分析

4.1.5熔覆层界面金相组织分析

4.1.6熔覆层界面EPMA线分析

4.1.7熔覆层的硬度测试

4.2分析与讨论

4.2.1 Ce对铝青铜合金熔覆层显微组织的影响

4.2.2 Ce对铝青铜合金熔覆层硬度的影响

4.3本章小结

结论

展望

参考文献

致谢

附录:攻读学位期间所发表的学术论文