mo和cu对ni60a等离子喷焊层组织及性能的影响

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1、Mo和Cu对Ni60A等离子喷焊层组织及性能的影响第1章绪论1.1材料的主要失效形式通常情况下，材料的腐蚀是指材料受环境介质的化学、电化学和物理作用的破坏现象[1]。绝大多数材料的腐蚀是对人类有害的，腐蚀是一种导致材料失效的主要形式，不仅会造成巨大的经济损失，而且由腐蚀造成的资源浪费、安全隐患和生产材料过程中消耗的人力和资源都是不可估量的。材料在腐蚀过程中，影响腐蚀的因素有很多，包括材料的化学成分、组织形态，服役过程中所处环境等，因此腐蚀的类型也是多种多样的。1）依据受腐蚀材料的类型，可将腐蚀分为金属材料腐蚀和非金属材料腐蚀。2）根据不同的环境介质，

2、将腐蚀分为土壤腐蚀、大气腐蚀和电解液中腐蚀等。3）对于金属材料腐蚀，按照腐蚀机理可分为以下三种。（1）电化学腐蚀：是指在电解质溶液中的金属，发生电化学反应造成金属损害的现象。电化学反应包括阴极和阳极反应，阳极反应是金属溶解并放出电子进入电解质溶液中，阴极反应是溶解在电解质溶液中金属离子的还原过程，腐蚀过程中有电流存在。电化学腐蚀是自然界中最普遍的腐蚀，研究电化学腐蚀及其防护具有重要的现实意义。（2）化学腐蚀：是指金属和非金属电解质直接发生氧化还原反应而金属被氧化损耗的现象。反应过程中金属与氧化剂直接接触，发生氧化还原反应而造成金属破坏。在化学腐蚀过程

3、中，金属与氧化剂之间发生电子的传递，但电子的传递是杂乱无章的，因而没有电流产生。化学腐蚀在自然界中并不普遍存在，只有在特殊条件下才会发生，化学腐蚀易通过周围含有水分介质转化为电化学腐蚀。（3）物理腐蚀：是指金属在特殊介质中如熔碱等，发生物理溶解而造成材料损害的现象，例如钢容器在长时间盛放熔融金属会逐渐变薄，这一现象属于物理腐蚀。物理腐蚀由于其所处介质的特殊性，在自然界中更加少见。.........1.2表面工程技术表面工程，是经过表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状

4、况，以获得所需表面性能的系统工程[17]。对于机械零部件，表面工程能够改善零部件表面的抗疲劳强度和耐磨性等力学性能，以保证面对复杂工况如高温、高压和重载等条件下能够长时间服役。表面工程的突出优势就是利用表面涂覆技术在基体表面制备出高于基体耐磨性和耐蚀性等多种力学性能的涂层或者合金[18]。表面工程是再制造与维修的基本方法，也是现代制造技术不可或缺的部分，在工业发展过程中，将会有着不可替代的作用。常用的表面工程技术有化学镀、激光熔覆、热喷涂和等离子喷焊等。化学镀在无外加电源的情况下，依靠溶液中的还原剂，使金属离子还原沉积到零部件表面的一种新型金属表面处

5、理技术。化学镀工艺没有外加电源，依靠溶液中的化学反应提供金属离子还原所需要的电子。这类湿法沉积过程可以分为三类[19]：（1）接触镀：此类化学镀依据原电池原理，将一种辅助金属与待镀的金属零部件相接触后，放入能够沉积出金属的盐溶液中，形成涂层金属的电位应高于辅助金属；（2）还原法：形成金属镀层所需要的电子依靠溶液中的还原剂氧化，该工艺可以在金属表面不断沉积出厚度适中并具有某些特殊性能的镀层，通常情况下，此方法就是人们所说的化学镀工艺，实际生产中应用广泛...........第2章试验材料、方法及设备2.1试验材料试验所用基体材料为模具钢H13（4Cr5

6、MoSiV1），是世界范围内应用广泛的模具钢。H13钢具有高的淬透性和韧性，较好的耐磨损能力，可以采用热喷涂和激光熔覆等表面改性方法提高其耐磨损能力。较高温度下抗软化能力好，同时热处理变形小，易于切削加工，主要应用于合金成型的压铸模、锤模等。由于其在使用的过程中会受到高温液体的侵蚀以及合金成型过程中的磨损，不可避免的出现腐蚀和磨损等失效形式，对模具钢进行适当的修复能够有效地提高经济效益。表2.1为H13钢的化学成分。Ni-Cr-B-Si系合金粉末是目前应用最为广泛的自熔性合金粉末，合金粉末中Cr的加入能提高合金的耐蚀性，Cr与C反应生成碳化物提高合金

7、的硬度和耐磨性；B和Si的加入一方面促进合金中低熔点共晶体的形成，使合金的熔点大大降低，另一方面硼化物等硬质相的形成对合金的耐磨性产生有益的影响[35]。本文所用为Ni60A合金粉末，Ni60A与Ni60B相比，减少了Fe元素的含量，使合金具有更好的耐蚀性，Ni60A具体化学成分如表2.2所示，粉末形貌如图2.1（a）所示。.........2.2试验方法及设备本文试验采用EutronicGAP2001DC型等离子喷焊系统，设备由Castolin公司生产，如图2.2所示。设备主要由控制系统、送粉系统、喷焊系统和冷却系统等组成等离子喷焊之前需要对工艺参

8、数进行检测，确保有足够的冷却水。模具钢表面需要进行适当的清理，模具钢表面存在油污、铁锈和氧化层等将会降低基体