激光引燃烧结合成Ni-Al合金及添加B和钨精矿粉末对组织性能影响

摘要

为制备性能良好的Ni-Al系合金,本课题选取Ni65Al35和Ni75Al25成分点压制成坯,采用不同功率激光引燃自蔓延烧结反应合成Ni-Al金属间化合物,并且通过加入钨精矿粉末、B粉末提高激光自蔓延烧结Ni-Al合金的性能。实验采用OM、XRD、TEM、EDS、SEM对自蔓延烧结合金进行物相分析及其微观组织表征,并对合金显微硬度、耐磨性、耐蚀性进行了测试。结果表明,激光自蔓延烧结Ni65Al35和Ni75Al25合金物相组成比较复杂,都含有Ni3Al、NiAl相;Ni65Al35合金组织为细针状与少量未长大的树枝晶混合状,Ni75Al25组织为网格状,亚结构为针状;Ni65Al35合金较Ni75Al25合金致密度、硬度、抗腐蚀性好;掺杂钨精矿粉末和B粉末后,合金元素与Ni、Al形成了良好的冶金结合,产物物相增多,且在不同程度上提高了Ni-Al合金的致密度、显微硬度、耐磨性,但对合金的抗腐蚀性影响不大。

目录

致谢

摘要

Abstract

引言

1 绪论

1.1 SHS 简介

1.1.1 SHS 的概念

1.1.2 SHS 热力学与动力学概述

1.1.3 SHS 工艺及技术特点

1.2 激光引燃自蔓延烧结技术简介

1.2.1 激光自蔓延烧结设备的组成及工艺

1.2.2 激光自蔓延烧结技术的特点

1.2.3 激光引燃自蔓延技术的前景

1.3 Ni-Al 系合金简介

1.3.1 NiAl 合金简介

1.3.2 掺杂合金元素对 NiAl 合金的影响

1.3.3 Ni3Al 合金简介

1.3.4 掺杂合金元素 B 对 Ni3Al 性能的影响

2 实验过程

2.1 实验方案

2.2 实验原料

2.3 实验方法

2.3.1 X 射线衍射及 TEM 衍射分析

2.3.2 金相观察及 EDS 分析

2.3.3 硬度测试

2.3.4 耐磨性能测试

2.3.5 腐蚀性能测试

3 Ni_(65)Al_(35)物相分析及微观组织形貌

3.1 Ni_(65)Al_(35)物相分析

3.1.1 Ni_(65)Al_(35)激光自蔓延烧结合金 XRD 图谱

3.1.2 Ni_(65)Al_(35)掺杂钨精矿激光自蔓延合金 XRD 图谱

3.2 Ni_(65)Al_(35)显微组织分析

3.2.1 Ni_(65)Al_(35)激光自蔓延合金微观组织形貌

3.2.2 激光功率对 Ni_(65)Al_(35)合金组织的影响

3.2.3 Ni_(65)Al_(35)掺杂钨精矿激光自蔓延合金组织形貌

4 Ni_(75)Al_(25)物相分析及微观组织形貌

4.1 Ni_(75)Al_(25)物相分析

4.1.1 Ni_(75)Al_(25)激光自蔓延烧结合金 XRD 图谱

4.1.2 Ni_(75)Al_(25)掺杂钨精矿粉激光自蔓延产物 XRD 图谱

4.1.3 Ni_(75)Al_(25)掺杂 B 粉激光自蔓延产物 XRD 图谱

4.2 Ni_(75)Al_(25)激光自蔓延烧结合金组织形貌

4.2.1 Ni_(75)Al_(25)合金组织形貌

4.2.2 激光功率对 Ni_(75)Al_(25)产物微观形貌的影响

4.2.3 Ni_(75)Al_(25)掺杂钨精矿产物组织形貌

4.2.4 Ni_(75)Al_(25)掺杂 B 产物组织形貌

5 试样致密度与孔隙率测试

5.1 孔隙的产生机理及致密度的计算方法

5.2 Ni_(65)Al_(35)与 Ni_(75)Al_(25)自蔓延产物的致密度与孔隙率

5.2.1 激光功率对自蔓延产物致密度的影响

5.2.2 掺杂钨精矿对产物致密度的影响

6 宏观性能测试

6.1 显微硬度测试

6.1.1 Ni_(65)Al_(35)与 Ni_(75)Al_(25)产物的硬度分析

6.1.2 激光功率的变化对自蔓延产物硬度的影响

6.1.3 掺杂合金元素对产物显微硬度的影响

6.2 耐磨性测试

6.2.1 Ni_(65)Al_(35)与 Ni_(75)Al_(25)产物的耐磨性能分析

6.2.2 掺杂合金元素对自蔓延产物耐磨性的影响

6.3 腐蚀性能测试

6.3.1 Ni_(65)Al_(35)与 Ni_(75)Al_(25)自蔓延产物耐蚀性对比

6.3.2 掺杂合金元素对自蔓延产物腐蚀性的影响

结论

参考文献

作者简历

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