Cr3C2对CrCNi粉末激光熔覆涂层影响的研究开题报告

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1、.一、选题依据1.设计（论文）题目Cr3C2对Cr/C/Ni粉末激光熔覆涂层影响的研究2.研究领域表面改性3.设计工作的理论价值和实用价值　激光熔覆技术的实质就是将具有特殊性能的粉体预涂在金属表面上或以同步送粉方式，使其在激光束作用下迅速熔化、扩展及快速凝固，在基材表面上形成致密冶金结合层的一种表面改性技术。利用激光表面处理技术在一些表面性能差和价格便宜的基体金属表面合金层，用以取代昂贵的整体合会。节约贵金属和战略材料。使廉价材料获得应用，从而大幅度降低成本。此外，还可以用来研制新材料和代替材料，制造出在性能上与传统冶金方法根本不同的表面

2、合金，应用在太空、高温和化学腐蚀环境条下的机械零件上。激光表面处理技术已呈现出广阔的发展前景。碳化铬(Cr3C2)作为一种被广泛应用的熔覆材料，研究其在激光熔覆中作用及影响，对我们发展激光熔覆技术有重要意义。因此，激光熔覆技术的研究，具有巨大的经济、社会效益和广泛的工程应用价值，而且也有重要的理论意义。4.目前研究的概况和发展前途镍基合金最初是为耐腐蚀而开发的，主要是镍合金和镍－铜合金（也叫蒙奈尔合金）。后来又开发出了镍－铬合金等用于航空航天的涡轮发动机。市面上常见的还有哈氏合金，因可奈尔合金，Incology合金等，都是比较贵的不锈钢。

3、镍基合金的耐腐蚀，耐高温的能力是很强的，但其铸造性能却比较差。高镍合金（含镍超过45％）目前西方对中国还是技术封锁的，由此可见其使用价值。因此，研制具有更高承温能力和耐腐蚀性能的镍基高温合金是我们的研究方向。激光熔覆技术是一种新型的表面强化方法，经过半个世纪的发展，已经从实验室进入到实际工业应用，在汽车工业、航天工业、机械动力行业都有应用。现有的研究较多采用合金粉末制备合金涂层或在合金粉末中混合少量陶瓷粉末作增强颗粒制备熔覆层，因为陶瓷粉末与基材金属不润湿，必须要一定量的合金粉末改善润湿性。..但该技术之所以没有获得大范围的推广，主要是由

4、于还存在以下问题而受到限制：熔覆层的裂纹，是激光熔覆技术研究中最棘手的问题；工件变形，在处理薄壁复杂形状零部件时该问题异常突出；熔覆层材料体系，合理配置熔覆材料才能获得优良的性能和理想的冶金结合；激光熔覆过程的检测与实时自动控制。因此，激光熔覆技术今后的研究方向有如下几方面：1)通过研究激光熔覆快速凝固行为，包括各种亚稳相的形成规律、组织特征及溶质在凝固过程中的分配规律，为合理设计涂层材料、优化工艺提供理论依据。2)研究合金粉末、强化粒子等的相容性问题，开发新的熔覆材料配方以配合更多不同种类的基材，拓宽应用范围。3)研究激光熔覆过程中涂层

5、和基体的材料力学行为，为解决熔覆层裂纹问题提供理论支持。4)解决与大功率激光器配套的系列装置及添加元素的熔覆方式和工艺稳定性问题，拓宽应用领域，最终实现工业应用。硬质铬涂层由于具有高硬度、耐腐蚀及耐磨损等优点而广泛应用于表面工程领域，以保护机械的关键零部件，如涡轮、活塞、阀等等。而这些零部件常应用于石油生产、火力发电以及造纸采矿等企业中。但是，在硬质铬的制备过程中，会产生大量的致癌物。近年来，研究者都在致力于寻找一种新型的防腐耐磨涂层来替代硬质铬涂层。现有的研究中，Cr3C2陶瓷粉体只是作为一种增强相，少量添加到Ni基或Co基合金熔覆材料

6、中。Cr3C2粉末的加入能改变涂层的凝固特征，形成新的强化相、细化组织，从而提高熔覆层的硬度、耐磨、耐蚀等性能。研究发现，增加Cr3C2的量，能更加细化组织、提高性能，但盲目提高熔覆材料中Cr3C22粉体比例，会出现Cr3C2严重脱碳而不能正常发挥强化作用、涂层热应力不稳定而开裂，甚至无法获得冶金结合的熔覆层等问题。掌握不同量Cr3C2对对Cr/C/Ni粉末激光熔覆涂层的影响，提高熔覆材料中Cr3C2粉体比例，使Cr3C2正常发挥强化作用、解决涂层中的缺陷问题；是我们研究和发展的前途。..二、设计（论文）研究的内容1.重点解决的几个问题（

7、1）通过金相分析技术来研究熔覆材料中不同Cr3C2粉体比例对涂层显微组织变化的影响。（2）通过力学性能试验和耐磨、耐腐蚀性能测试；研究不同Cr3C2粉体比例，对涂层性能影响。2.拟开展研究的几个主要方面（设计思路或论文写作大纲）（1）引言。包括研究的目的、意义，目前研究的概况和发展趋势。（2）原理。包括激光熔覆原理，显微组织变化，强度及抗蚀性能变化等。（3）实验材料、实验方法、实验过程。实验材料为Cr3C2粉末、Cr/C/Ni粉末实验方法：试样制备，将加工好的试样，按不同的工艺进行激光熔覆，再将处理好的试样制备成金相试样，进行组织分析和观

8、察，并进行性能测试比较。主要工艺路线为：（a）各元素和成分作用的确定（b）选定不同Cr3C2粉体比例，确定工艺参数（c）进行激光熔覆实验（d）显微组织观察（e）性能测试（4）实验结果分析讨论。