电弧喷涂Ni-Ti金属间化合物涂层的抗空蚀性能研究

摘要

Ni-Ti金属间化合物除具有形状记忆性能外，还具有优异的抗空蚀、抗冲蚀性能，并且在水轮机、螺旋浆等过流部件上具有广阔的应用前景。但由于Ni-Ti合金机械加工难且价格昂贵，选择喷涂方法在基体材料表面制备一层Ni-Ti合金涂层成了理想的方法。
　　本文利用电弧喷涂方法将Ni-Ti丝材喷涂到1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面，制得Ni-Ti金属间化合物涂层，将所得涂层试样在超声波伸缩振动空蚀试验设备上进行空蚀实验。采用XRD、SEM和EDS等分析手段对Ni-Ti丝材、空蚀前后涂层组织结构及微观特征进行了分析和表征。结果表明：电弧喷涂涂层是由扁平粒子沉积堆垛而成，且具有明显的层状结构；电弧喷涂所得涂层的主要成分为奥氏体NiTi（B2）相、TiO和NiO，其中，超音速电弧喷涂所得涂层的氧化物含量最高；普通电弧喷涂所得涂层次之；氩气保护的电弧喷涂所得涂层的氧化物含量最低。用显微硬度仪测量了1Cr18Ni9Ti不锈钢基体及不同电弧喷涂方法所得涂层的显微硬度，试验测得普通电弧喷涂涂层、超音速电弧喷涂涂层、氩气保护的电弧喷涂涂层的平均硬度分别为585.0HV0.3、580.1HV0.3、494.8HV0.3，其硬度较基体分别提高了约27.8％、26.7％、0.8％。利用超声波伸缩振动空蚀试验设备测试Ni-Ti合金涂层的抗空蚀性能，普通电弧喷涂、超音速电弧喷涂、氩气保护的电弧喷涂所得涂层的抗空蚀能力较基体分别提高了32.6％、41.4％、60.3％，相同条件下，氩气保护的电弧喷涂所得涂层的空蚀失重量最小。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 电弧喷涂技术简介

1.3 Ni-Ti 合金的相关研究

1.4 涂层的基本理论

1.5 课题研究的内容及创新点

第二章 试验材料、设备及分析方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.3 丝材、涂层组织结构及相结构表征

第三章 电弧喷涂 Ni-Ti 合金涂层的制备与研究

3.1 电弧喷涂 Ni-Ti 合金涂层的制备

3.2 电弧喷涂制备 Ni-Ti 合金涂层的断面组织分析

3.3 电弧喷涂制备 Ni-Ti 合金涂层的 XRD 分析

3.4 电弧喷涂制备 Ni-Ti 合金涂层的显微硬度分析

3.5 本章小结

第四章 电弧喷涂 Ni-Ti 合金涂层的抗空蚀性能研究

4.1 空蚀研究简介

4.2 试验材料与方法

4.3 试验结果与讨论

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文