船舶发动机修复用Mo-Cr-Si涂层的组织和性能

摘要

对镍基高温合金采用表面技术处理获得高熔点的金属涂层，可满足涡轮发动机大推力和轻量化等对喷管燃气进口温度和效率的需求。Mo-Cr-Si合金具有优良的抗高温氧化性，可有效降低基材的工作温度，减小热冲击破坏，改善冷却条件，提高热效率，被广泛用于航空航天、石化、核电和冶金等领域。
　　本文以钼粉、铬粉和硅粉的复合粉末为原料，采用等离子喷涂和激光熔敷技术在镍基板上制备Mo-Cr-Si涂层，借助光学金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X-射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备，研究涂层的显微组织、显微硬度、结合强度、抗磨损、抗腐蚀等性能，并考察氩弧重熔处理对等离子涂层组织和性能的影响。研究结果表明：
　　（1）制备的Mo-Cr-Si等离子涂层由Mo、Cr和 Si以及少量的MoSi2、Cr3Si相组成。涂层表面平整，粗糙度低，与基体结合情况良好，组织均匀致密，在结合界面上没有大的孔隙与缺陷；涂层的结合强度为61.5MPa，涂层显微硬度为460.9 HV0.2。
　　（2）Mo-Cr-Si涂层氩弧重熔处理后，随着Mo含量增大，涂层的组织越细，形状由网状逐渐变成片状和细颗粒状，共晶化合物析出增多；随着Cr含量增大，涂层组织细化，共晶金属化合物倾向于晶间析出，析出量减少；随着Si含量增大，絮状或粗条形的柱状析出物增多，涂层组织粗大。重熔处理后随Mo含量的增高，涂层的耐蚀性下降；随Cr含量的增加，涂层的耐蚀性提高；随着Si含量的提高，涂层的耐蚀性能下降。
　　（3）激光熔敷涂层的硬度和磨粒磨损性能随Cr含量的提高而上升，Cr含量越高，涂层的耐蚀性越好；当Si含量少于20％时，随Si含量提高涂层耐蚀性降低，但当Si含量超过20％时，Si含量提高会提高涂层耐蚀性能。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 船舶发动机零部件失效与修复

1.3高熔点金属涂层的简介

1.4 常见热喷涂方法

1.5常用热喷涂材料

1.6 本课题的研究思路、内容及意义

第二章 实验材料、设备及方法

2.1实验材料及实验设备

2.2工艺过程

2.3涂层的物相组成及微观结构分析

2.4 涂层的性能测试

.第三章 等离子喷涂涂层的组织和性能

3.1 涂层制备

3.2 组织分析

3.3 性能分析

3.4 本章小结

第四章 氩弧重熔对涂层组织和性能的影响

4.1 氩弧熔覆Mo-Cr-Si镍基涂层焊接工艺研究

4.2 氩弧重熔的显微组织与耐蚀性

4.3 耐磨性能分析

4.4 镍基涂层的耐腐蚀性能与合金成分的关系

4.5本章小结

第五章 Mo-Cr-Si激光熔覆涂层的组织和性能

5.1 激光熔覆实验过程

5.2 涂层的硬度测试

5.3 合金涂层的显微组织

5.4 涂层的磨损分析

5.5 合金涂层的电化学性能测试

5.6 本章小结

第六章 结论

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文