RE在自熔合金中微合金化作用的研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要本文是以解决煤矿矿井井筒罐道表面腐蚀磨损问题为背景，对稀土元素在02一C2H2焰喷焊F102B合金涂层中的微合金化作用机理进行系统研究。通过向该合金中添加不同质量分数的稀土元素，系统地测定稀土对涂层的硬度、耐磨性、耐蚀性及抗高温氧化性的影响，结果表明：添加适量稀土元素后，合金涂层的上述性能均有不同程度的改善，而且，当稀土添加量为o．6％时涂层的综合性能最佳，与原合金相比，硬度提高7．2％，耐磨性提高18．5％，耐蚀性得到进一步提高。本文采用了XRD、SEM、STM以及EPMA等分析技术对合金涂层进行研究，结果显示：稀土改性F102B合金与F

2、102B合金相比，涂层的组成相相同，均包括y-Ni、Ni3B、CrB、Ni3Si、(Cr，Fe)23c6和(Cr，Fe)7C3相。该合金组织是在7-Ni基体上弥散分布着棒状CrB相、粒状(cr’Fe)7C3相、小球状NisSi相以及网状共晶混合物。与原合金相比，组织更加均匀、细密，其中，CrB的径向尺寸为liana，长度为3---49in，cr7C3、Ni3Si的径向尺寸分别为1．5也．5um、0．5～l59m。综合实验数据和分析结果，本文认为稀土元素在合金中的细化晶粒、净化晶界、变质合金中夹杂物和固溶强化作用是稀土元素提高F102B合金喷焊层性能的主要机制。通过对合

3、金的DTA曲线分析可知，在本实验条件下稀土元素使镍基自熔合金的Fe-Cr_C共晶转变温度由原来的1067。C下降到1063"C。作者认为产生这一现象的原因是由于Ce在Cr中有较高的固溶度，从而部分替代了Cf参与Fe—Cr-C系统反应的结果。另外，研究表明：涂覆工艺不同，稀土的改性效果存在很大差异。在相同条件下，采用氩弧熔覆工艺，稀土对涂层的性能影响不大，对此，文中从理论上予以解释。并且认为，当稀土元素存在于晶界时，可以提高合金的性能；而当存在于化合物中时，往往使化合物的性能遭到破坏，从而使合金性能受到不良影响。本文还针对煤矿矿井井筒罐道具体的应用实例进行模拟试验，结果

4、证明，在易磨损表面先用02一C2H2焰喷焊F102B+RE合金，然后在其它暴露表面采用电弧喷涂铝材，可以对目前煤矿井简装备使用的提升罐道进行有效防护。关键词：稀土，热喷焊，镍基合金，微合金化婆堕三些查塑圭兰堡笙茎ResearchoilREmicro—alloyeffectinself-fusionalloyAbstractMirco—alloysmechanismofrareearthinoxygen—ethinethermalspray-weldedF102Balloycomingwasstudiedinthispaperinordertosolvethesurfa

5、cecorrosionandwearproblemofthemineshallslide-way．Differentquantityrareearthwasaddedintheanoypowderandwhoseinfluenceonspraycoating’shardness，wearproperty，corrosionandresistinghightemperaturecombustionwasmeasuredbythenumbersTheresultsshowthatalloysspraycoatingpropertiesareimprovedindiffer

6、entdegreealteraddedstated“啪earthelement．ThesyathesisepropertiesarethebestwhencontentofrareearthisO．6％Coatinghardnessimproves7．妣andabrasion18．5％．Inthemeantimecoatingresistingcorrosionpropertyobtainedimprovementinsomedegree．XRD、SEM、STMandEPMAanalysiswayswereusedinordertoresearchalloycoati

7、ng．TheresultsshowthatthealloysconsistofY-NtCrB，NisB，Ni3Si,(CtFe)23C6and(Cr，Fe)7C3ColumnarCrB，granular(Cr，Fe)7C3，sphericalNi3Siandsomeanothernetmixturewerewelldistributedinthebaseofy-Ni．CoatingAUoystructuresalethinnerwhencomparedwiththebasealloystructuresThelengthis3--49mandthed