于长城[1]2002年在《基体金属硬度与工艺对复合辊套耐磨性的研究》文中研究表明本文对RP中速磨煤机耐磨件进行了运行与磨损情况分析，研究、提出了制备磨辊和盘瓦复合合金成分配比；并对制作的试件进行了固溶、时效等特定的热处理工艺，观察试件金相组织，进行机械强度试验，最后做磨料磨损试验，对磨损失效机理进行了深入的研究分析，对其耐磨性能与低合金钢、高铬铸铁进行了对比。由试验数据得出结论，通过在作为基体铜合金中增加一定比例的Cr等元素，并进行特定热处理工艺，可使复合合金宏观硬度、结合强度进一步提高，试样的耐磨性明显增强。同时对进一步提高复合合金与铸钢母材结合强度的工艺改进做了研究。
王星云[2]2010年在《浇铸—轧制复合2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13不锈钢的制备与性能表征》文中研究指明本文采用浇铸-轧制复合技术制备出2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13叁层复合马氏体不锈钢。系统研究了不同热处理工艺对复合不锈钢板组织、硬度、拉伸性能和弯曲性能的影响。实验结果表明,采用浇铸-轧制复合技术制备的复合板不同成分合金层间组织过渡平缓,无明显界面。经淬火-回火处理后,复合板内层/9Cr18MoV合金组织由回火马氏体、颗粒状碳化物和残余奥氏体组成,外层2Cr13合金组织由较粗大回火马氏体组成。回火处理可显着提高复合板的韧性,复合不锈钢经淬火-回火处理的试样的断裂挠度明显大于淬火未回火试样。浇铸-轧制复合马氏体不锈钢经1050℃,30min淬火;200℃,2h回火处理后具有优异的综合力学性能。心部9Cr18MoV合金层硬度为585.7HV(54.8 HRC);外层2Cr13合金层硬度为490.0HV (48.8HRC);复合板抗拉强度为1539 MPa、延伸率为7.97%、抗弯强度为18047MPa、断裂挠度为51.84mm、最大弯曲力为2.41KN、断裂能量为96.73J。复合马氏体不锈钢的抗拉强度与2Cr13和9Cr18MoV单层板相近,延伸率接近2Cr13的性能水平,具有好的综合拉伸力学性能;复合板的抗弯强度比单层2Cr13和9Cr18MoV合金分别高11.3倍和9.36倍,断裂挠度比2Cr13和9Cr18MoV合金分别高4.47倍和11.78倍,表现出优异的韧性。浇铸-轧制复合马氏体不锈钢拉伸断口和弯曲断口呈现出典型的塑性断裂断口特征,是典型的塑性断裂,说明复合板具有很好的塑性。
张小波[3]2008年在《激光熔覆稀土Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层的组织与性能研究》文中认为铝双辊铸轧是将液态金属浇注到两个相对旋转的冷却辊间直接生产铝板带材的一种短流程近终形成形技术,是一种集金属凝固和热轧于一体的复合工艺。自20世纪90年代以来,以提高铸轧速度,降低铝带坯厚度和提高铝带坯性能为目标的薄带快速铸轧技术受到冶金及材料领域的广泛关注和极大重视。在快的铸轧速度和较小板厚条件下,由于冷却速度提高,双辊铸轧工艺可获得细小的晶粒组织和良好的力学性能;但要求工艺参数严格配匹和稳定。否则铝带坯容易出现裂纹,厚度偏差严重等缺陷,对铸轧铝合金还会出现成分偏析。由于铸轧铝带坯厚度小于2mm后,无论采用钢辊,还是铜辊,铸轧过程中薄带粘辊变的十分严重,粘辊是由于铝带坯在高温,高速及轧制力交互作用下发生热塑性变形,在辊套表面上产生粘着引起的,严重时,铝带坯与辊套表面产生冶金焊合。所以研究和解决铸轧过程中薄铝带坯的粘辊问题是实现薄带快速铸轧的关键。近年来,由于固体润滑技术和激光技术的发展,有望对这一问题提出解决方法。而解决辊套表面粘辊问题最有实用价值的可能是材料表面改性,实现辊套材料表面自润滑。本文采用激光熔覆技术在45钢和Q235钢上制备了稀土Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层,并对涂层成分、显微组织、进行了观察和分析,探讨了纳米Al_2O_3,稀土CeO_2,以及各种工艺参数对涂层组织结构及性能的影响,并且测试了这些纳米复合涂层的显微硬度和摩擦磨损性能,为制备性能优异的陶瓷纳米复合涂层提供了理论依据和具体的参考。研究结果表明:(1)工艺参数对激光熔覆稀土Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层质量有很大的影响。激光功率为3.2kw时,光斑直径为13mm,涂层表面不平整,表层产生许多氧化物;在相同功率下,光斑直径为5mm时,涂层表面光亮平整,且内部组织细小。(2)激光熔覆Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层的组织特征为:在靠近基体较薄处依次为平面晶,平面晶外延生长成柱状枝晶,表层为等轴晶组织,且组织较细。(3)稀土化合物CeO_2和La_2O_3的加入极大的改善了涂层组织结构和性能,加入适量稀土时,可获得细小的组织结构。(4)在本实验的工艺参数条件下,含CeO_2和La_2O_3两中激光熔覆涂层的相组成主要是:Fe-Ni-Cr、Cr7C3、Al1.1Ni0.9等相组成,两种涂层内均没有明显的Al_2O_3相和稀土氧化物相存在,Al_2O_3和稀土氧化物部分被溶解,或生成其它相,或烧损。(5)激光熔覆Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层与钢对摩时,当CeO_2含量较低时表现为严重粘着;CeO_2含量为1.0%时,粘着磨损较轻,摩擦系数较小,磨损量减少;当CeO_2含量较高时,主要表现为疲劳磨损。激光熔覆Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层与纯铝对摩时,表现为粘着磨损。
梁朝[4]2018年在《铁基/SiC陶瓷复合材料的制备及其组织结构研究》文中研究说明金属基陶瓷耐磨复合材料是近来国内外耐磨材料的研究热点,具有广阔的发展前景。传统的高铬铸铁耐磨作为国内电厂用磨煤机磨辊、磨盘等耐磨件的通用材料,已无法满足企业对磨煤机使用寿命和工作效率的要求。目前,国外已将陶瓷增强金属基复合材料成功应用到电力、水泥、化工等基础行业的耐磨件中,其使用寿命较普通高铬合金或堆焊合金材料提高2.5~3倍。而国内耐磨复合材料领域发展较慢,目前仍处于初始研究阶段,因此金属基陶瓷复合材料的研究意义重大。本试验以SiC陶瓷作为增强体,铁合金作为基体金属,首先采用无压固相烧结工艺,在模压压力为30MPa、烧结温度为1300℃、保温时间为60min等工艺参数下,制备了具有一定孔隙率和高温强度的SiC陶瓷预制体。在此基础上,试验采用无压浸渗工艺制备了不同质量分数Ti、Si以及不同颗粒度的铁基/SiC复合材料,采用光学显微镜、SEM、EDS、XRD等技术手段,研究了铁基/SiC陶瓷复合材料的微观组织、物相组成、组织缺陷、元素分布和浸渗过程。采用无压固相烧结工艺成功的制备了具有一定强度、孔隙率的Si C陶瓷预制体。随着预制体中Ti质量分数的增加,SiC预制体孔隙率降低,强度提高,逐渐致密化,出现Si O_2、TiO_2等新相。采用无压浸渗工艺制备了含不同质量分数Ti的铁基/SiC陶瓷复合材料。随着Ti质量分数的增加,复合材料中未浸渗孔洞数量减少,复合材料致密;当Ti质量分数一定时,随着浸渗深度增加,元素相互扩散及化学作用减弱,铁合金浸渗效果减弱。复合材料主要由金属基体相、SiC陶瓷相和富Ti的岛状相组成。经过浸渗、扩散和相互反应,形成C、FeSi和TiC等新组织相。各元素均有不同程度的相互扩散,其中C、Cr元素扩散性较强。复合材料中存在的主要缺陷为Si C陶瓷周围的微裂纹和金属区域残留的未浸渗孔洞,微裂纹分为横裂纹和竖裂纹。当Si质量分数为15wt.%,铁合金液能完全浸渗6mm厚的SiC陶瓷预制体,复合材料中除SiC、FeSi、Fe-Si-C、Cr_7C_3等基本相外,并没有出现石墨单质C相,但出现了Si单质相。单质Si主要位于复合材料的界面处及其附近。界面处的单质Si改变了复合材料界面的物相组成,抑制了界面反应,促进了铁合金对SiC陶瓷预制体的浸渗。SiC颗粒度为500目时,铁基/SiC陶瓷复合材料中局部区域存在Si C陶瓷的团聚现象:SiC颗粒度为150目时,复合材料中的横裂纹缺陷较多:颗粒度为300目时,复合材料中SiC颗粒分布均匀,无明显缺陷。
雷明[5]2013年在《WC/Cr26复合材料的制备及高温磨损性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,高铬耐磨白口铸铁由于具有优异的低温耐磨性能,广泛用于我国冶金、矿山、能源等领域,但高铬铸铁很难在某些高温工况环境的使用受到限制。针对这一问题,本文以WC颗粒、高铬铸铁和Ni基金属粉为原料,采用熔体铸渗法结合复合材料预制体制备工艺,成功制备了WC/Cr26复合材料,通过金相、SEM等检测手段对其界面组织和性能进行研究,并通过高温摩擦磨损试验机研究其高温磨损性能,得出以下结论：研究得到WC/Cr26复合材料制备工艺参数：预制体在120℃烘干2h,砂型预热到200-C,浇铸温度在1450-1500℃之间。制备的材料界面结合能力强,WC颗粒分布均匀,高温耐磨性能较好,制造工艺简单,而且WC颗粒体积分数可根据需要进行设计。研究60%WC复合材料中形成WC/复合层和复合层/Cr26双复合界面,发现界面处均发生元素扩散。WC/复合层界面处,WC颗粒元素扩散较少,Ni、Fe向WC颗粒内部扩散。复合层/Cr26界面处,Fe由基体向复合层中扩散,Ni、B、Si向基体扩散,复合层溶解部分WC导致W含量升高并向基体中扩散。研究60%WC复合材料表现出具有优异的耐磨性能和高温抗氧化性能,其相对耐磨性室温下是高铬铸铁的1.58倍,400℃时是高铬铸铁的3.64倍。复合材料在高温磨损时,由于复合层基体中含有较高的Ni和Cr能形成致密的氧化膜,复合材料表现出良好的高温耐磨性能,磨损机制由轻微粘着磨损变为氧化磨损。高载下,由于WC颗粒破碎脱落,导致复合材料磨损加快,60%WC复合材料在400N载荷下仅为高铬铸铁的1.82倍。
赵丽萍[6]2012年在《耐磨损、耐腐蚀熔覆层的制备及其特性研究》文中研究指明在电力行业,尤其在燃煤电站、生物质发电站中存在着大量的磨损、腐蚀等问题。火电厂锅炉辅机设备的磨损问题是导致机组出力降低的主要原因之一,磨损导致设备被迫降负荷运行、频繁维修或更换部件、甚至停机检修等。磨损已成为影响火力发电厂安全经济运行的重要因素,在辅机设备中,磨煤机、排粉机、引风机的磨损最为严重,其中磨煤机磨损的检修费用占据了火电厂维修费用的较大比例,而引风机、排粉机磨损严重影响了火电厂的安全运行。大部分生物质原料具有较高的氯含量,生物质燃烧后的灰份中含有大量的碱金属氯化物；在一定的温度下对水冷壁管、过热器造成严重氯腐蚀,严重影响了锅炉的安全经济运行。过热器超温是生物质发电厂常见的故障,当过热器超温时,即便采用耐蚀性能优良的TP347不锈钢材料,也会发生严重的高温氯腐蚀而导致爆管严重事故。本文研究重点为耐磨耐蚀熔覆层制备新技术、熔覆层特性分析和实际应用,研究内容对于提高电厂重要部件的的安全经济运行水平具有重要意义。本论文研究了TiC-Ni系高耐磨陶瓷-金属复合材料及其熔覆层的成分、制备方法和特性,将为TiC-Ni系陶瓷-金属复合材料在引风机、排粉机叶轮和磨辊中的应用提供重要依据。通过热压反应合成技术制备了TiC-Ni系陶瓷-金属复合材料,对该复合材料进行了性能分析,结果表明：复合材料主要由TiC和Ni相组成。陶瓷颗粒主要呈现出五种环／核形貌。利用TIG焊合成技术制备了TiC-Ni系陶瓷-金属复合材料熔覆层。对该熔覆层进行了显微组织结构、硬度和耐磨性分析。结果表明：熔覆层主要成分是原位合成的TiC和Ni。微观组织中未发现环形相,WC与TiC完全固熔。用TIG焊合成技术制备的陶瓷-金属复合材料熔覆层显示出较高的硬度和良好的耐磨损性能。基于通过陶瓷材料的多元复合来提高陶瓷-金属复合材料力学性能和耐磨性的基本原理,本论文选定WC、NbC、Mo、Co作为多元复合TiC-Ni复合材料体系的添加相。对钨极氩弧熔覆合成的多元复合TiC-Ni系熔覆层进行了显微组织分析,结果表明：熔覆层组织致密,陶瓷颗粒弥散分布在粘结相基体中。TiC-Ni复合材料中单独加入15wt.%WC或NbC时,陶瓷颗粒内部出现的空洞、裂纹较多；在NbC含量为10wt.%条件下,当WC含量15wt.%时,熔覆层内陶瓷颗粒的内部裂纹、孔洞等缺陷较多；而当WC在20-35wt.%范围时,熔覆层内陶瓷颗粒的内部裂纹、孔洞等缺陷很少；这说明同时加入NbC、WC可有效减少陶瓷颗粒的内部缺陷。硬度和常温压缩强度分析结果表明：WC含量在20%时所得到的熔覆层硬度和压缩强度最大。本论文利用用激光、氩弧熔覆技术在TP347过热器管外表面形成具有冶金结合的Ni-Cr-Mo耐腐蚀熔覆层。能谱分析结果表明：在熔覆前后,氩弧熔覆制备的熔覆层中的Cr含量几乎保持不变；熔覆层中的平均Fe含量比原焊丝增加了6倍,大大降低了Ni和Mo元素在熔覆层中的质量百分比,进而降低了材料的抗腐蚀能力。激光熔覆法得到的熔覆层中Fe元素的稀释率远小于氩弧熔覆法所得值。对激光熔覆层、氩弧熔覆层、C22和TP347H样品进行了耐高温氯腐蚀实验。对不同温度下各样品的腐蚀动力学分析结果表明：各温度下腐蚀动力学曲线均近似于抛物线型,腐蚀的增量率随时间增加呈下降趋势。通过对腐蚀动力学曲线的定量分析,结果表明：激光熔覆层的腐蚀速率最低。腐蚀实验后,C22、TP347H、氩弧样品的组织不均匀,部分区域出现了孔洞,而激光熔覆层依然组织均与致密。对样品在700℃下腐蚀产物的XRD分析结果表明：四种样品中均出现了铁和铬的氧化物,但未发现氯化物的存在,激光熔覆层的主相仍是铁镍铬钼相。激光熔覆层表现出最佳的耐氯腐蚀性能。所研究的陶瓷-金属复合材料及制备技术在电厂排粉机、磨辊等重要磨损部件中得到应用。结果表明,排粉机叶轮运行18520小时后基本完好,原耐磨熔覆层焊道清晰可见,未见脱落和严重磨损,叶轮使用寿命达到常规防磨技术制备叶轮寿命的6倍以上。陶瓷-金属复合材料熔覆层磨辊运行4920小时后,磨辊工作面外缘磨损严重部位磨损深度约为2-5mm,熔覆层表面为均匀磨损,未发现熔覆层剥落现象；应用于磨辊的陶瓷-金属复合材料的实际耐磨性约为普通磨辊堆焊耐磨材料耐磨性的4-6倍左右。
王瑞[7]2013年在《ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的磨损性能研究》文中认为目前，高铬铸铁作为典型的耐磨材料应用于矿山、水泥等多个领域。然而高铬铸铁耐磨性偏低、且耐磨性与强韧性相互制约，已成为制约行业发展的关键技术难题。陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料具备金属材料的高强度、良好塑形和冲击韧性、易成型等特点，又具备陶瓷增强体的高硬度、高耐磨性等优点，有广阔的应用前景。本论文以高铬铸铁和ZTA(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷颗粒为原料，采用熔体铸渗法结合多孔陶瓷预制体制备工艺成功制备了ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。采用高温磨料磨损试验机、冲刷腐蚀磨损试验机结合SEM、EDS、XRD等检测手段研究了不同颗粒度ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料在不同温度、不同气压下的高温磨料磨损性能，以及在泥浆中的冲蚀磨损性能。研究结果如下：（1）加入ZTA陶瓷颗粒后，陶瓷-金属基复合材料的高温磨料磨损性能明显好于单一高铬铸铁基体；在相同的温度条件下，ZTA陶瓷颗粒粒径在1.7~2.36mm之间时复合材料的高温耐磨性最好；在相同的气压下，ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料所处的环境温度越高，磨料磨损损失越严重；在正常大气压下，复合材料的高温磨料磨损质量损失比低真空时要小；ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的高温磨料磨损机制主要有磨粒磨损、疲劳磨损、氧化磨损和粘着磨损等。（2）加入陶瓷颗粒可以减小高铬铸铁的冲蚀磨损质量损失，其中1.7~2.36mm粒径ZTA陶瓷增强高铬铸铁基复合材料的冲蚀磨损质量损失率最小；ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料冲蚀磨损后的形貌多为均匀的腐蚀坑，其磨损机制为切削磨损和犁沟磨损；0.6~0.85mm粒径ZTA陶瓷增强高铬铸铁基复合材料的腐蚀分量占质量损失的比例最大；反推磨损分量占质量损失的比例则高铬铸铁最大，1.7~2.36mm粒径陶瓷增强复合材料次之，0.85~1.7mm再次，0.6~0.85mm最小。
杨帅[8]2012年在《双辊铸轧制备铝合金复合板及其组织性能的研究》文中研究表明在复合板材的生产工艺中，传统的复合方法有轧制复合，爆炸复合等，本文尝试采用新的复合方法生产复合板材，利用辽宁科技大学镁合金铸轧中心的水平等径双辊铸轧机，对两种铝合金材料进行尝试性的实验研究，对复合材料的生产方法提出了新思路。根据复合实验的设计思路，结合实验室双辊铸轧机，本文设计出配合实验用的熔炼炉、中间包、中间包的挡板与导流板、以及中间包下端水口等实验工具，并在实验中检验所设计的实验设备的可行性。本文以7050和6063铝合金为研究对象，通过双流双辊铸轧方法制备了双金属复合板材。采用垂直双辊铸轧机、两个熔炼炉、一个具有双流槽的中间包，两种金属流到由双辊和侧封形成的熔池内。制造4mm厚两层金属6063和7050铝合金薄板。并采用OM、SEM、硬度测试和力学性能测试等实验手段，对铸轧铝合金复合板材的组织和性能进行了研究。实验表明，影响铸造工艺的因素包括铸轧速度、浇铸温度、冷却水流量以及两辊对复合板材表面的压力。本文实验工艺是将快速凝固和变形结合在一起，是一种短流程、近终形的成形技术，它可以显着提高生产效率、降低生产成本、节约能源，在改善复合板材质量方面具有很大潜力。通过对铝合金复合板材的初步研究，验证了双流复合铸轧方法制备复合材料的可行性，同时对复合实验过程中的实验设备的调试打下基础，为下一步完善复合实验，复合出更好的板材打下基础。
参考文献：
[1]. 基体金属硬度与工艺对复合辊套耐磨性的研究[D]. 于长城. 华北电力大学（河北）. 2002
[2]. 浇铸—轧制复合2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13不锈钢的制备与性能表征[D]. 王星云. 华南理工大学. 2010
[3]. 激光熔覆稀土Ni60/纳米Al_2O_3复合涂层的组织与性能研究[D]. 张小波. 江西理工大学. 2008
[4]. 铁基/SiC陶瓷复合材料的制备及其组织结构研究[D]. 梁朝. 太原理工大学. 2018
[5]. WC/Cr26复合材料的制备及高温磨损性能研究[D]. 雷明. 东北大学. 2013
[6]. 耐磨损、耐腐蚀熔覆层的制备及其特性研究[D]. 赵丽萍. 华北电力大学. 2012
[7]. ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的磨损性能研究[D]. 王瑞. 华南理工大学. 2013
[8]. 双辊铸轧制备铝合金复合板及其组织性能的研究[D]. 杨帅. 辽宁科技大学. 2012
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