氮电弧处理ZL101铝合金的表面强化层微观结构与性能

【摘要】采用TIG焊接设备，以高纯氮气和氩气的混合气体作为保护和反应气体，利用氮电弧在ZL101表面制备AlN/Al复合涂层。用扫描电镜（SEM）观察了表面层的的微观组织，用X射线衍射仪（XRD）测试了表面层的物相组成，用能谱分析仪（EDS）测试了表面层的元素组成。研究结果表明，用氮电弧处理ZL101制备的表面层主要由AlN枝晶、铝的固溶体以及铝硅共晶物组成。改变电弧电流和改变电弧气氛比例都会对表面层的组织和性能有影响，随着电流的增大或者电弧气氛中氮气比例的增加，热输入量增加，扩散进入熔池的氮含量增多，导致生成的AlN量增多，枝晶组织分布密集。随着电流的继续增大或者电弧气氛中的氮气比例继续增加，枝晶组织减少，层状组织变多，这是由于基体相对稀释率变大所导致的。适当的增大电流或者增加氮气比例，都会提高表面层的硬度和耐磨性。交流氮化形成的表面层全部为层状组织，比较均匀，随着交流电流的增大，表面层厚度变大，硬度和耐磨性也随之提高，但是耐磨性不如直流氮化制备的表面层好。本文还在ZL101表面预敷钛铁粉，然后用氮电弧进行表面处理制备出表面强化层，在此表面层中有AlN相，Al0.7Fe3Si0.3相和α-Al相。在电流不同的情况下出现两种典型组织，在小电流条件下，出现枝晶状的AlN，针状的Al0.7Fe3Si0.3，铝的固溶体；在大电流条件下，微观组织为层状的AlN，花瓣状的Al0.7Fe3Si0.3，铝的固溶体。随着电流的增大或者电弧气氛中氮气比例的增大，表面层先变厚后变薄，生成AlN的量先变多后变少，硬度和耐磨性也随之有相应的变化。研究证明，在电流为120A，电弧气氛为Ar/N2=6/4时所制备出来的表面层性能最好。
【作者】于爽；
【导师】任振安；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】氮电弧；ZL101铝合金；表面强化层；显微组织；磨损；

【参考文献】
[1]苏柱程.切开复位、Salter骨盆截骨术治疗儿童发育性髋关节脱位的临床研究[D].广西医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[2]程应辉.立足任务需求寻找人才培养对策[J].继续教育.1998(02)
[3]李晨.不当得利构成要件研究[D].华东政法学院,民商法学,2003,硕士.
[4]王斌.邓斯泰布尔的新音乐[D].西安音乐学院,西方音乐史,2014,硕士.
[5]牛犇.铁基催化剂对铁厂沟煤加氢热解特性的影响[D].新疆大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[6]姜帆.我国商业银行信用风险管理问题研究[D].东北师范大学,金融学,2012,硕士.
[7]冀川.磁性TiO_2介观晶体的制备[D].华中科技大学,生物材料与组织工程,2013,硕士.
[8]王东霞.基于压缩感知的信号恢复算法研究[D].华中科技大学,计算数学,2013,硕士.
[9]杨树杲,刘恒进.S5-115UPC在攀钢2~#高炉上料系统中的应用[J].冶金自动化,1988,02:42-44+41.
[10]陈昆.解孔隙介质弹性波方程反问题的稀疏约束正则化方法研究[D].大连海事大学,应用数学,2013,硕士.
[11]齐振国.利用数据挖掘技术抵御非法入侵[J].辽宁商务职业学院学报(社会科学版),2003,02:123-124.
[12]蒋金华.比较限制性和开放性输液对老年结直肠癌手术患者预后及炎症反应的影响[D].苏州大学,临床医学,2013,硕士.
[13]华吉红.子公司破产后母公司债权处理机制研究[D].苏州大学,经济法学,2013,硕士.
[14]徐婧.生物质燃烧过程中碱金属析出的实验研究[D].浙江大学,2006.
[15]张平远.美、日对肉禽食品药残量提出新要求[J].湖南饲料.2005(01)
[16]陈智君,张群莉,楼程华,姚建华.Inconel738激光熔覆层的裂纹控制方法[J].应用激光,2013,01:7-13.
[17]王静.ArcGIS在数字矿山中的应用研究[D].内蒙古科技大学,矿业工程,2014,硕士.
[18]周密.公共危机事件中网络媒体的社会责任[D].湖南师范大学,社会学,2013,硕士.
[19]陈留群,孙光辉,李春林,金江彬.从碳纳米管到石墨烯——浅谈碳纳米材料的研究进展[J].材料导报,2011,S2:115-117+124.
[20]赵祥理.钛酸铋钠—钛酸钡基无铅铁电陶瓷[D].浙江大学,材料学,2014,硕士.
[21]杨旭明,陈均,唐权钧.地震资料分步最优化反演方法[J].石油地球物理勘探,1994,05:588-600+668.
[22]叶圣永,王晓茹,刘志刚,钱清泉.基于支持向量机增量学习的电力系统暂态稳定评估[J].电力系统自动化,2011,11:15-19.
[23]古斌,谭建成,梁志坚.基于零序过滤的变压器励磁电感计算方法及涌流识别[J].电力系统自动化,2008,11:30-33+65.
[24]杨珊珊.吉林油田聚合物/表面活性剂二元体系适应性评价[D].东北石油大学,应用化学,2013,硕士.
[25]梁汉坚.黄芪桂枝五物汤治疗桡神经深支损伤术后的疗效观察[D].广州中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[26]沈晓源.聚集诱导发红光：结构与性能关系研究[D].浙江大学,高分子材料,2013,博士.
[27]张广也.城轨车辆空调制冷系统的失效及故障诊断研究[D].北京建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2013,硕士.
[28]张梦圆.我国航运软实力评价研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2013,硕士.
[29]王春艳.我国低碳经济的融资问题研究[D].辽宁大学,政治经济学,2012,硕士.
[30]刘士润1,2　崔忠伟1,2　韦萍萍1,2　谢建国1,2.基于Android的“智慧旅游”手机APP开发[J].电子技术与软件工程,2015,08:85-86.
[31]林珲,龚建华,施晶晶.从地图到地理信息系统与虚拟地理环境——试论地理学语言的演变[J].地理与地理信息科学,2003,04:18-23.
[32]陈文华.5052铝合金铸轧工艺及组织研究[D].东北大学,材料加工工程,2010,硕士.
[33]陈艺勇.当代雷锋精神育人常态化机制研究[D].华侨大学,马克思主义理论,2014,硕士.
[34]胡小红.任务型语言教学理念下的大学英语课堂文化导入实证研究[D].兰州理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[35]李琳.中国市场上汽车广告价值观的诉求研究[D].上海大学,传播学,2013,硕士.
[36]姜国章.基于产业竞争优势理论的孵化体系效率评价研究[D].大连理工大学,技术经济及管理,2004,硕士.
[37]徐燕飞.周源山煤矿综采工作面矿压规律研究[D].湖南科技大学,采矿工程,2013,硕士.
[38]屠晨坤.树枝形多肽的计算机设计及功能预测[D].苏州大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[39]周瑞雪.壳聚糖衍生物对蒸发过强型大鼠干眼症缓解作用的研究[D].中国海洋大学,生物工程（专业学位）,2014,硕士.
[40]宋玉祥.非酯化脂肪酸激活p38MAPK信号通路诱导体外培养的奶牛肝细胞凋亡[D].吉林大学,临床兽医学,2014,硕士.
[41]史婷婷.感染类相关因素对口腔扁平苔藓的调控作用及化湿行瘀清热方剂对口腔扁平苔藓治疗效果的临床研究[D].河北医科大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[42]刘德红.基于微观结构理论的证券市场可预测性研究[D].北京交通大学,2012.
[43]周庆惠.技术产权交易市场信息服务系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[44]殷立士.腰背肌功能锻炼体操在ICU护士职业性腰背痛康复治疗中的疗效分析[D].河北医科大学,护理学,2014,硕士.
[45]刘仁洁.长角血蜱卵巢发育中交配效应的研究[D].河北师范大学,生态学,2012,硕士.
[46]陈潇.奥巴马复旦大学演讲的翻译实践报告[D].河北大学,英语口译,2014,硕士.
[47]夏颖.成人高等继续教育校外教学站（点）的管理研究[D].西安建筑科技大学,职业技术教育学,2013,硕士.
[48]张文华.精细化亚麻纤维纺纱工艺研究[D].东华大学,纺织工程（专业学位）,2013,硕士.
[49]姚雯,邱岭.1000MW机组厂用电系统电压及接线选择[J].电力系统自动化,2006,23:101-103.
[50]宋政一,聂宏,赵军.线性离散切换系统的输出调节问题[J].控制与决策,2006,11:1249-1252+1274.