沉没辊轴套激光再制造及锌蚀机理研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文沉没辊轴套激光再制造及锌蚀机理研究LaserRemanufacturingandZincCorrosionMechanismofSinkRollSleeve作者：刘杰单位：材料科学与工程学院指导教师：张春华教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：张松教授单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要由于钢铁材料耐熔融锌腐蚀的局限性，液态锌对沉没辊、轴套材料的腐蚀往往成为制约带钢连续热镀锌正常生产的重要环节。国内外沉没辊材质普遍采用SUS-316L不锈钢，因此课题采用激光熔覆技术通过

2、优化工艺参数和合金粉末成分配比，在316L不锈钢表面制备成型性良好、性能优异的Co基合金改性层，研究稀土氧化物、Si及Cr、W、B合金元素对Co基合金激光熔覆层组织结构、高温磨损性能及耐锌液腐蚀性能的影响规律，探讨改性层在熔融锌中的腐蚀机制，从而探索新型的耐熔锌腐蚀表面涂层材料。试验结果表明：添加0.5%CeO2的Co基合金激光熔覆层枝晶组织更为致密，枝晶较细小，二次枝晶间距较小，熔覆层成型性好。随着Si元素增加，Co基合金激光熔覆层中Laves相增加，硬度提高，耐高温磨损性能提高，耐锌液腐蚀能力增强。此外，加入Cr元素后，Co基合金激光熔

3、覆层Laves相分布更加均匀，加入W元素和B元素后，Co基合金激光熔覆层分别产生了新的耐磨硬质相Co6W6C和CrB相，为进一步研究优质Co基系列合金激光熔覆层奠定了理论基础。通过对Co基合金激光熔覆层在熔融锌中的腐蚀形貌观察和分析，提出了熔融锌对Co基合金激光熔覆层的腐蚀模型和腐蚀机理。熔融锌对Co基合金激光熔覆层的腐蚀主要是以形成Co-Zn化合物的方式腐蚀消耗熔覆层内Co基固溶体。添加0.5%CeO2的Co基合金激光熔覆层耐熔融锌腐蚀性能较强。熔融锌对添加Si以及Cr、W、B合金元素的Co基合金激光熔覆层的腐蚀过程可以简单的表述为，过渡

4、层Co基固溶体基体优先被腐蚀，最终导致被包覆的Laves相剥落，形成典型的组织选择性腐蚀。研究发现添加Cr、W合金元素的Co基合金激光熔覆层均匀分布大量耐熔融锌腐蚀的细小Laves相和耐磨硬质相Co6W6C，综合性能最佳。关键字：Co基合金，稀土，Laves相，熔融锌，腐蚀机理，摩擦磨损IAbstractDuetothelimitationsofsteelmaterialsresistanttomoltenzinccorrosion,liquidzinccorrosionofthesinkrollandsleevematerialisoft

5、enrestrictedcontinuoushot-dipgalvanizinganimportantpartofnormalproduction.SinkrollmaterialwidelyusedathomeandabroadSUS-316Lstainlesssteel.Therefore,thistopicuseslasercladdingtechnologybyoptimizingtheprocessparametersandalloypowdercompositionratio,316Lstainlesssteelsurfacew

6、aspreparedingoodshape,excellentperformanceofCo-basedalloysmodifiedlayer,anddevelopedrareearthoxide,SiandCr、W、Balloyingelementscanaffectorganizationalstructure,hightemperaturewearpropertiesandliquidzinccorrosionresistanceoftheCo-basedalloylasercladdinglayer,investigatedthec

7、orrosionmechanismofthemodifiedlayerinmoltenzincandexplorednewmoltenzincresistantsurfacecoatingmaterials.Theresultsshowedthat:theorganizationofCo-basedalloylasercladdingof0.5%CeO2wasmoredense,dendritewasrelativelysmall,thesecondarydendritespacingwassmall,goodformabilityclad

8、dinglayer.WiththeincreaseofSi,LavesphaseofCo-basedalloylasercladdinglayerincreased,hardne