添加钨、钽元素对镍基自熔性合金等离子堆焊涂层组织与性能影响的研究

【摘要】本论文以石油行业开采过程中泥浆泵柱塞以及相应工程中零部件表面大量磨损和腐蚀失效的情况为背景,研究进一步提高零部件表面耐磨耐蚀性能的技术工艺,在45#钢表面采用粉末等离子堆焊技术制备了NiCrWTa镍基合金堆焊层涂层。与相同工艺下制备的Ni60A合金堆焊层进行对比,综合分析了NiCrWTa合金堆焊层的化学成分、组织结构、表面硬度、耐酸腐蚀性能、耐磨性能等物理特性。通过电子扫描显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)等分析手段分析了堆焊层的形貌特征、组织结构以及成分,实验结果表明：NiCrWTa与Ni60A两种合金堆焊层具有相同的镍基体和硬质相成分,不同的是NiCrWTa合金堆焊层中析出了新相WC、Ni0.9Ta0.1、Nb0.1Ni.09等,析出相在组织内部分布比较均匀,而且其组织致密。通过硬度测试与磨损测试分析,结果表明：NiCrWTa合金堆焊层的洛氏硬度和维氏硬度分别为62.9与613.6,Ni60A合金堆焊层硬度分别为60.8与520.0,前者的硬度相比较要更高；二者的磨损率分别为0.495和1.025,后者是前者的2.05倍,明显前者具有更好的耐磨性。通过重量法测定腐蚀速度以及对阳极极化曲线的测定,研究结果表明：在HCL溶液(1mol/L)中,NiCrWTa合金堆焊层与Ni60A合金堆焊层的腐蚀速率分别为4.6和58.212,Ni60A合金堆焊层的腐蚀速率几乎是NiCrWTa合金堆焊层腐蚀速率的13倍,这说明NiCrWTa的耐盐腐蚀的性能大大高于前者；在H2SO4溶液(1mol/L)中,二者的腐蚀速率分别为3.196和64.364,后者约为前者的20倍,前者的耐酸腐蚀性能要远好于后者；它们在H2SO4溶液(1mol/L)中的自腐蚀电位分别是(?)corr(V)为-0.332和(?)corr(V)为-0.288；自腐蚀电流密度Jcorr(A/cm2)为1.886e-4和自腐蚀电流密度Jcorr(A/cm2)为3.937e-5。它们在HCL溶液(1mol/L)的自腐蚀电位分别是φcorr(V)为-0.292和(?)corr(V)为-0.188；自腐蚀电流密度Jcorr(A/cm2)为1.569e-4和自腐蚀电流密度Jcorr(A/cm2)为2.423e-5。NiCrWTa合金堆焊层比Ni60A合金堆焊层表现出更好的耐酸腐蚀性能。研究结果同时表明,镍基合金在含有C1-离子的酸性溶液中由于点蚀的存在,其腐蚀速率要比其它酸性溶液中的速率高。通过加入适量的合金元素Cu、Mo、Nb、Ta、W以及微量的稀土元素Ce能明显改善其原来的组织结构,强化镍基体,使晶粒细化,并且净化了晶界,利用粉末等离子堆焊工艺得到的堆焊层具有更好的耐磨耐蚀性能以及优异的性价比,在修复零部件以及预先在零部件表面制备耐磨耐蚀性能涂层的应用领域中有非常好的市场前景,具有很大的推广价值。
【作者】李长东；
【导师】牛显明；张新子；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】粉末等离子堆焊；堆焊层合金；组织成分；硬度；耐磨耐蚀性能；

【参考文献】
[1]张明增.组蛋白去乙酰化酶抑制剂联合蛋白酶体抑制剂对伯基特淋巴瘤细胞株Raji生长调控的研究[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[2]赵建辉,周易.工业用计算机安装环境标准(四)[J].冶金自动化,1985,04:51-53.
[3]朱璇.溴化锂吸收式制冷机的数学模型与优化运行研究[D].武汉纺织大学,环境工程,2013,硕士.
[4]裴雷.国外竞争情报教育及对我们的启示[J].竞争情报,2005,02:41-45.
[5]王晓煜.PC-DSP主从式数控车床系统的研究与开发[D].沈阳工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[6]邓新贤.抗条锈病新小种小麦品系的抗性鉴定、遗传分析及SSR分子标记[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[7]刘华.FHDL研究所质量管理体系运行改进研究[D].中国地质大学（北京）,工商管理,2013,硕士.
[8]常宁.我国经济信息资源短缺问题及其对策研究[D].厦门大学,2002.
[9]黄舟.不同填料/炭黑/丁苯橡胶复合材料的疲劳破坏性能及机理[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[10]刘登国.上海陈行水库自净规律研究[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[11]李合莉.多层在线社交网络信息传播模型研究[D].山东财经大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[12]周鸣一.远程数字视频监控与图像识别系统的研制——控制系统及GIS系统的研制[D].华北电力大学（北京）,通信与信息系统,2002,硕士.
[13]王文峰,郭纹廷.后工业化时代的城镇化发展问题——基于生产要素的视角[J].当代经济研究,2014,10:35-41.
[14]周晓剑,马义中.两种求解非正定核Laplace-SVR的SMO算法[J].控制与决策,2009,11:1657-1662+1672.
[15]潘仕梅.烟台市农业生态环境与农业可持续发展研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[16]王文丽.我国民办高等院校经营管理研究[D].天津财经学院,企业管理,2004,硕士.
[17]胡林.面向曲面的数据建模方法及其应用[D].南京工业大学,2004.
[18]张丽霞.论红色旅游的思想政治教育功能[D].辽宁大学,思想政治教育,2012,硕士.
[19]管文华.平板开孔及矩形容器应力和结构的分析研究[D].浙江工业大学,2007.
[20]胡露露.长江中游城市群旅游经济区域差异及影响因素研究[D].华中师范大学,人文地理学,2014,硕士.
[21]张守银.柔顺机构的软化和静态平衡设计[D].西安电子科技大学,机械电子工程,2012,硕士.
[22]谢发尹,王景代,林融冰,孟宇,吴昌新,孙传棋.(Nd-Pr)FeB速凝薄片厚度对其微观结构的影响[J].稀有金属.
[23]石强,钟林生,汪晓菲.旅游活动对张家界国家森林公园植物的影响[J].植物生态学报,2004,01:107-113.
[24]李芳.谈标志设计中的中国元素[D].内蒙古师范大学,美术学,2012,硕士.
[25]许伦兵.HGF/c-Met在肝细胞癌中的表达及意义[D].安徽医科大学,外科学,2004,硕士.
[26]张文凯.小卫星地面模拟智能控制及观测验证系统的设计与实现[D].首都师范大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[27]项忠权.工业设备抗震[J].工程抗震.1986(02)
[28]林俊荣,张秋生,张金鑫.中国控制权市场的识别效率——基于DEA方法[J].北京交通大学学报(社会科学版),2014,04:75-80.
[29]马吉平.制造业PLM的产品结构与配置管理研究[D].东华大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[30]李宗.我国药品不良反应监测体系的现状、问题与对策研究[D].厦门大学,公共管理,2014,硕士.
[31]田素润.塑料食品包装材料中多种紫外线吸收剂迁移量测定方法研究[D].安徽大学,分析化学,2013,硕士.
[32]赵晶.支持向量机及其在智能交通系统中的应用研究[D].合肥工业大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[33]康帅飞.牡丹花干制护色护形研究[D].河南科技大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[34]安婷.钒液流电池储能系统在微电网中的应用[D].内蒙古科技大学,控制工程,2014,硕士.
[35]赵清清.中学生自谦的量表编制及其特点分析[D].西南大学,基础心理学,2014,硕士.
[36]时可可.大型定子叶片数字化测量及误差评定[D].河南科技大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[37]丰霞.基于公共治理视角下对农村“留守儿童”问题研究[D].贵州财经大学,行政管理,2013,硕士.
[38]张凤林.维生素C对2型糖尿病患者口服葡萄糖负荷后氧化应激的影响[D].遵义医学院,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[39]邬慰娟.A建筑企业知识型员工敬业度影响因素实证研究[D].江西农业大学,企业管理,2012,硕士.
[40]王丽丽.传统街巷形制特征研究[D].新疆师范大学,美术学,2013,硕士.
[41]梁炜超.预应力型钢混凝土连续组合梁非线性有限元受力分析[D].西安科技大学,结构工程,2013,硕士.
[42]曹旭鹏.基于改进GAPSO的森林空间结构多目标优化研究[D].中南林业科技大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[43]刘志伟.宫内炎症与早产儿临床结局及LPS诱导脐血免疫细胞TLR信号通路基因表达谱特征的研究[D].复旦大学,儿科学,2012,博士.
[44]李石平.金樱子根的化学成分研究[D].安徽大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[45]钱东梅.宋代蒙学教材研究[D].扬州大学,学科教学,2012,硕士.
[46]彭小于.亚高寒草甸植物群落非中性构建机制[D].兰州大学,生态学,2013,硕士.
[47]董南男.文化进化论思想探析[D].黑龙江大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[48]谭武征.甘蔗收获机械虚拟设计平台的应用研究[D].广西大学,机械制造及自动化,2004,硕士.
[49]高柏俊.基于LBS的城市智能泊车系统研究与设计[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[50]黄清雨,赵谡玲,徐征,樊星,王健,杨倩倩.白光有机发光器件在照明中的应用[J].光谱学与光谱分析,2014,01:27-33.