激光熔覆AlCoCrFeNiTix高熵合金涂层的抗氧化性和耐磨性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

钛合金具有、良好的耐蚀性和耐热性等特点,其作为比重轻、强度高的优质性能材料被广泛应用于石油化工、航空航天、造船工业、汽车工业等多个领域。钛合金是在工业纯钛中加入少量其他合金元素(如al、si、v、mo、cu等)制备不同性能的合金材料,提高ti的使用范围,钛合金根据退火组织分为α钛合金(型号ta),β钛合金(型号tb)和α+β钛合金(型号tc)。其中α钛合金组织稳定,具有良好的焊接性和抗腐蚀性,但强度低和机械加工困难,β钛合金具有高强度但组织不稳定耐热性差。α+β钛合金兼有两者优点,表现优异综合力学性能,强度高和抗腐蚀性好,是最广泛使用的一种钛合金,其产量占据钛合金50%以上[1],但钛合金摩擦系数大[2]、硬度低[3]、易磨损[4-5]、高温抗氧化性差[6]等缺点,阻碍钛合金作为关键运动零部件(发动机涡轮叶片、活塞环、阀门等)的广泛应用。

解决钛合金的缺点,鉴于这些缺陷大部分源于钛合金表面性能,若能采用合适的表面技术对钛合金表面进行优化,势必能更大范围的拓宽钛合金的应用领域。应用表面改性技术,在钛合金表面制备硬度高,耐磨损和高温抗氧化的涂层,保留钛合金优异综合力学性能,改善钛合金表面缺陷。表面技术又分为表面机械硬化处理(冷作硬化、滚压法、喷丸处理),表面处理(表面热处理、化学处理、清洁处理),表面涂装(机械涂装、化学涂装、热涂法、电涂装及化学涂装、油漆涂装),电火花表面处理(表面的电火花的合金化、微弧氧化、电火花沉积表面处理、电火花放电硬化、电子束表面处理、等离子喷涂、激光表面处理)。

激光是光的受激辐射,具有高亮度,相干性好和方向性好特点,使光能量集聚在小区域内,激光表面改性技术是利用激光束在材料表面局部快速处理的新技术,包括激光表面淬火,激光表面冲击强化,激光表面熔凝,激光表面熔覆等[7]。改善钛合金表面硬度,耐磨损性能和高温抗氧化性能,激光熔覆是一种新型有效激光表面改性技术。

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2. 研究的基本内容与方案

本试验的研究内容:

采用激光熔覆法在钛合金表面制备alcocrfenitix高熵合金涂层,并对其抗氧化性和耐磨性能加以测试研究。基本目标是掌握alcocrfenitix高熵合金涂层的制备方法;掌握涂层耐磨性和高温抗氧化性能的测试方法。

技术方案:

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3. 研究计划与安排

第1—3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需的原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4—6周:按照设计方案,制备alcocrfenitix高熵合金涂层。

第7—10周:完成涂层涂层耐磨性和高温抗氧化性能的测试。

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4. 参考文献(12篇以上)

  1. lütjering g, williams jc 著 雷霆, 杨晓源, 方树铭译, 钛[m]. 北京:冶金工业出版社, 2011.

  2. liu xb, meng xj, liu hq, et al. development and characterization of laser clad high temperature self-lubricating wear resistant composite coatings on ti–6al–4v alloy [j]. materials and design, 2014, 55: 404–409.

  3. ohidul alam m, haseeb a. response of ti–6al–4v and ti–24al–11nb alloys to dry sliding wear against hardened steel [j]. tribology international, 2002, 35: 357–362.

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