一、灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究（论文文献综述）
程秀[1]（2014）在《灰铸铁和球墨铸铁等离子束与激光束表面强化研究》文中认为灰铸铁和球墨铸铁以其低廉的成本,优异的铸造性,良好的切削加工性、耐磨性、吸震性等优良性能,在工业中获得广泛的应用。灰铸铁和球墨铸铁是由石墨相镶嵌在铁基体中组成,造成基体强度不连续。在腐蚀介质中,石墨相与铁基体之间形成电偶,造成留碳腐蚀。这些容易导致其早期失效,因此必须去除灰铸铁和球墨铸铁表面的石墨相。目前对灰铸铁和球墨铸铁表面改性的手段有表面相变硬化、表面熔凝、表面合金化以及表面熔覆。表面相变硬化因不能去除石墨相,表面改性效果受限。本文旨在利用等离子束和激光束对灰铸铁和球墨铸铁进行熔凝处理以及合金化处理去除铸铁表面的石墨相,达到强化的目的。熔凝和合金化处理获得的改性层深不够大,并且合金化的本质是一种高稀释率的熔覆,因此,讨论了在灰铸铁和球墨铸铁表面激光熔覆Ni60+10%Co的效果。石墨形状影响改性层深。在相同的工艺参数下,灰铸铁表面的等离子束改性层深小于球墨铸铁表面的等离子束改性层深。灰铸铁主要依靠片状石墨导热,使其导热率较高,基体导走大部分热量,形成熔池的热量少,熔深浅,快速冷却后改性层深小；石墨为球状的球墨铸铁主要依靠铁基体导热,导热率相对来说较低,可以吸收更多的热量来形成熔池,增加熔深,使快速冷却后的改性层深较大。等离子束和激光束的快速加热,基体的快速冷却,导致在灰铸铁和球墨铸铁表面进行熔凝和合金化处理都可以去除其表面的石墨相,获得组织均匀、晶粒细小的改性层,与基体冶金结合。细晶强化、固溶强化使熔凝层的硬度提高,硬质相渗碳体、马氏体与软质相奥氏体等的综合作用,使熔凝层既能抗磨料磨损,又能抗粘着磨损；熔凝层的奥氏体相,是一种很好的缓蚀剂。熔凝层细小的晶粒导致高比例晶界的存在,增加了电化学反应的界面阻力,表现为阻抗环直径远大于基体的,还可以缩小枝晶间的电极电位,减缓腐蚀速率。合金化层不仅具有熔凝层的特征,并且合金化过程因为合金颗粒的熔入,生成多种碳化物,形核质点增多,晶粒细化的效果更好,显微组织更加致密,并且还有奥氏体的稳定元素Ni、Cr等。这些使合金化层的硬度、耐磨性和耐蚀性优于熔凝层的。总体来说,激光束的改性效果是优于等离子束的改性效果的。综合考虑改性层性能及改性成本,灰铸铁更适合于激光束熔凝处理,球墨铸铁的等离子束合金化处理较佳。灰铸铁和球墨铸铁表面的激光熔覆层显微结构是树枝状的共晶组织,两种基体表面熔覆层的硬度在1050HV0.1左右。极化曲线上有明显的钝化区域,并且阻抗谱是单容抗环,容抗环的直径远大于基体容抗环的直径,说明电化学反应界面阻力大。熔覆层的耐蚀性因为其超细的晶粒尺寸、以及缓蚀剂奥氏体的大量存在而提高。Ni、Cr、Co等元素的存在,在熔覆层表面形成致密的氧化膜而阻止腐蚀介质的渗入而产生腐蚀。耐磨性相对于基体来说分别提高4倍和5倍。回火对熔覆层的硬度、耐磨性影响不大,但是阻抗值急剧增大,这应该是回火后残余应力下降,弥散相的析出,使显微结构更加致密,导致阻抗明显增大。
李双双[2]（2018）在《微量重金属元素对合金化铸铁性能的影响》文中进行了进一步梳理制动盘在车辆安全系统中承担着至关重要的作用。铸铁材料由于其良好的导热性、较好的耐磨损性能、优良的铸造性以及较低的制造成本,使其成为制造制动盘用的主要材料。因此,研发高性能制动盘用铁基材料就具有更加重要的科研意义和应用价值。由于钽和钨、铌和钼具有优异的性能,通常以微量元素的形式被添加到合金中以增强其性能,且受到研究者广泛的青睐。本文针对合金化对钽、钨灰铸铁和铌、钼蠕墨铸铁的组织与性能的影响进行了深入研究,研究了钽（0.05wt.%）和钨（0.35wt.%）对灰铸铁组织性能的影响,以及铌（0.09wt.%）和钼（0.3wt.%）的添加对蠕墨铸铁组织性能的影响,其中灰铸铁和蠕墨铸铁除铁、碳、硅基本成分外,添加镍（0.4wt.%）,铜（0.3wt.%）,锰（0.8wt.%）,锡（0.08wt.%）和铬（0.25wt.%）等合金元素,主要研究内容如下:采用X射线衍射仪（XRD）、光谱仪（OES）、扫描电子探针显微镜（EPMA）和能谱仪（EDS）等手段,对灰铸铁和蠕墨铸铁进行了成分分析;采用万能试验机和冲击试验机对铸铁的强度和冲击韧性进行测试;同时铸铁的摩擦磨损性能也由摩擦试验机进行测量,以浓度为3.5%的NaCl溶液近似模拟盐雾成分,研究了灰铸铁和蠕墨铸铁在含盐腐蚀环境中的腐蚀行为。在试验过程中得到如下结果:添加0.05wt.%的Ta能够有效提高灰铸铁的抗拉强度（322.92MPa）,并且在800目砂纸的小摩擦环境中表现优异,具有最低的磨损率（0.7047×10-7（g/Nm））和合适的摩擦系数（0.3538）;而添加0.05wt.%的Ta和0.35wt.%的W,虽然相比单一 Ta添加灰铸铁降低了强度（302.95MPa）,但却提高了冲击韧性（266.67J/cm2）和硬度（218.5HV）,且在600目的大摩擦环境下能够获得最低的磨损率（2.16×10-7（g/Nm））;在蠕墨铸铁中添加0.3wt.%的Mo,能够提高蠕墨铸铁的强度（546.67MPa）以及冲击韧性（587 J/cm2）和硬度（339.5HV）,且在600目大摩擦环境下表现出最低的磨损率（1.13）;而对比对照组蠕铁,含0.09wt.%Nb的蠕铁则降低了蠕铁的强度（468.86MPa）,但提高了冲击韧性（390.63 J/cm2）和硬度（335.9HV）,且在800目小摩擦环境中表现最好（磨损率0.745）;在3.5%NaCl腐蚀环境中,含Ta灰铸铁耐蚀性最好（自腐蚀电流密度6.900×10-6 A·cm-2）,含Mo蠕墨铸铁也在三中成分蠕铁中耐腐蚀性表现最为优越（自腐蚀电流密度 2.985×10-6 A·cm-2）。实验结果表明:基体组织中并没有特殊新相形成,钽和钨在灰铸铁中形成硬质相,弥散分布在珠光体基体上,蠕墨铸铁中有含铌碳化物和含钼碳化物生成,同样弥散分布在珠光体基体上,起到弥散强化的作用。其余合金元素固溶于基体上,起到了固溶强化的效应。本文所研究灰铸铁和蠕墨铸铁的强度、韧性、硬度以及耐磨性、耐腐蚀性均得到了有效的提高,其中含Ta、W灰铸铁和含Nb、Mo蠕墨铸铁性能更为优良,性能参数适合于作为制动盘用材料。
陈志凯[3]（2016）在《形态、材料耦元对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响》文中研究说明机床导轨表面疲劳缺陷的出现严重影响加工产品精度而造成器件的报废,更为严重的是由内部不可见的疲劳裂纹扩展而引起的巨大安全隐患。为了解决这一难题,工业上一般采用在灰铸铁床身镶嵌硬质的钢片作为工作接触面,同时具备灰铸铁床身具有良好的减震性这一优异特点,从而最大程度上地降低疲劳缺陷出现的可能性。尽管镶钢导轨能显着地改善滚动导轨的服役寿命,但对于具有较长行径的导轨,需将多片钢片通过特殊方式拼接,以满足行径要求,导致在连接处疲劳失效更容易产生。同时,钢片底面与灰铸铁表面不能完全的契合,制约机床对震动吸收程度的进一步提高,因此,相应的缺点严重制约滚动导轨抗疲劳磨损性能更有效地改善。鉴于此,探索一种特殊的处理方式直接对灰铸铁材料进行强化处理,使其作为一个整体能替代甚至超越传统的镶钢导轨。对于灰铸铁而言,材料中弥散大量片状石墨,其尖端应力集中现象更易萌生疲劳裂纹,使灰铸铁材料疲劳失效机理更为复杂。因此,改善在滚动疲劳接触条件下服役产品抗疲劳磨损性能以及了解疲劳缺陷形成机理,不仅可提高经济效益而且对实际生产和加工安全至关重要。基于耦合仿生学原理,利用激光局部处理灰铸铁表面,形成与耐磨生物体相似的体表结构,提高其抗疲劳磨损性能,揭示不同的表面仿生形态及其特征量、碳化物含量及合金元素改善灰铸铁材料抗疲劳磨损机理。结果表明:1.仿生单元体形态及其特征量严重影响仿生灰铸铁材料抗疲劳磨损性能改善程度;（a）表明不同的仿生形态（点状,条状及网状）对材料的抗疲劳磨损性能的影响程度。当单元体呈网状形态时,仿生单元体对辊子起到连续支撑,并在滚动方向形成明显软硬相间的仿生结构,仿生试样有最优的抗疲劳磨损性能,与基体相比其抗疲劳磨损性能改善程度达53%。（b）揭示了仿生试样抗疲劳磨损性能与单元体取向和滚动方向的关系。当单元体与滚动方向呈60°时,能将所产生的接触切应力分散到无限个切应力平面,最为有效地降低应力集中现象,从而具有最佳的抗疲劳磨损性能。（c）建立回归方程,揭示单元体间距对材料抗疲劳磨损性能的影响规律:当单元体间距大于2mm时,强化区域面积起主导作用,材料的抗疲劳磨损性能随间距的减小而增大;当单元体间距小于2mm时,不一致变形对疲劳寿命的影响更为显着,材料的抗疲劳磨损性能随间距的减小而减小。2.对碳强化仿生单元体对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响进行实验性研究。相对于熔凝单元体碳化物含量40-45%,渗碳单元体碳化物含量明显提高,高达60-70%。随着激光加工能量密度的降低,所制备的仿生单元体截面积尺寸减少,渗碳单元体中碳化物含量也相应地减少,仿生试样抗疲劳磨损性能也随之降低。不同预涂层厚度对渗碳单元体截面积尺寸影响较小,但过渡区组织随着预涂层厚度增加而变化,当厚度为0.3mm时,其组织完全为索氏体;晶粒尺寸随预涂层厚度减小而减少,并且整体材料的轴向和切向抗变形能力与晶粒尺寸密切相关,因此,仿生试样抗疲劳磨损性能的改善程度与预涂碳层厚度成反比。3.阐明了合金元素强化对仿生处理灰铸铁抗疲劳磨损性能的强化机制。通过激光合金化处理,使混合合金元素Cr+W渗入到熔池内部,形成较为复杂的共熔碳化物组织,例如（Fe,Cr,W）xCy,CrxCy,WxCy等。探明了Cr和W元素在单元体中的分布规律:Cr元素同时分布在晶界和晶粒上,而W元素则主要分布在晶界上。相对于单一合金元素的添加,混合合金元素Cr和W的添加使单元体内部晶粒和晶界很大程度上的增强。随着单元体的强化,单元体对疲劳微裂纹的扩展的阻碍作用更为明显,使整体材料抗疲劳磨损性能有效提高。4.揭示了仿生处理材料疲劳磨损过程的一般规律。接触疲劳缺陷产生的原因有:疲劳裂纹的扩展形成金属颗粒的移除,高应力区颗粒的压碎,粘着磨损形成的点蚀以及依附裂纹或石墨片而形成的金属移除。对于未出现疲劳缺陷的区域,在循环应力的作用下,表面发生明显的塑性变形,出现加工硬化现象,而其表面粗糙度明显降低,直到一恒定范围（285nm-325nm）。因此,在长期的疲劳磨损过程中,接触表面的磨损失重率趋于平稳并明显低于前期磨损失重率。5.对于激光处理局域,其内部组织晶粒致密度明显提高,晶粒尺寸明显降低,碳化物含量明显增多,并且出现大量的增强相,整体材料抗变形能力得到很明显的改善,疲劳缺陷出现的循环周期也随之而延长。此外,单元体的存在不仅降低基体区域所产生的接触应力,延缓疲劳微裂纹的萌生和扩展,而且增加高应力区强度,降低疲劳缺陷出现的可能性。
丁洁琼[4]（2019）在《铸铁表面原位自生碳化钛增强复合涂层的激光合金化研究》文中指出灰铸铁易加工、成本低,性能优异,铁素体或珠光体基体上均匀分布片状石墨,使其有一定的耐磨性能但削弱了灰铸铁的强度。灰铸铁材料在工业中应用广泛,为了顺应绿色发展的要求,需要尽量增加工业设备的使用寿命。在灰铸铁表面进行激光合金化处理可以增强灰铸铁材料表面性能,提高硬度和耐磨性能,增强灰铸铁设备的使用寿命。本文通过在灰铸铁材料表面添加Ti粉制备原位自生Ti C增强涂层的激光表面合金化试验,研究激光工艺参数对合金化区形态、组织和性能的影响,探讨激光工艺参数与合金化区微观组织和性能之间的关系规律,研发能够有效消除灰铸铁表面层杂质、气孔和化合物等有害相,降低石墨相对灰铸铁组织和性能的损害,改善灰铸铁表面层的质量和性能的激光合金化技术。论文使用光纤激光器,在2k W到3.5k W的激光功率区间,5mm·s-1到20mm·s-1的扫描速度区间对灰铸铁表面进行激光合金化试验。应用VHX-600K显微镜、扫描电镜分析、摩擦磨损试验仪等对合金化区及其热影响区的几何形态、微观组织进行了研究,调查了合金化涂层的显微硬度分布和耐磨性能,分析讨论了激光功率和扫描速度对激光合金化熔池横截面几何形态和涂层性能的影响。对灰铸铁表面激光合金化区几何形态的研究表明,激光工艺参数对合金化涂层的几何形态有重要影响,在同样的扫描速度下,随着激光功率的增加,灰铸铁表面激光合金化的熔道横深度和宽度增加,热影响区厚度减小。在激光功率相同的情况下,随着激光扫描速度的增加,激光合金化熔池的深度和宽度减小,熔道横截面形状由半圆形向半椭圆形发展。激光功率对熔池形状的影响更明显。激光功率的增加和激光扫描速度的减小使激光合金化涂层中Ti C增强相的尺寸增加。灰铸铁表面激光合金化样品的硬度受到激光工艺参数的影响。合金化涂层横截面的显微硬度在400HV至1000HV,是基体的2-4倍。激光功率的增加和扫描速度的减小造成激光合金化涂层的显微硬度的增加。灰铸铁表面激光合金化涂层的摩擦系数是0.6,30min内的磨损量小于0.5mg,摩擦性能表现优异。摩擦原理为粘着磨损和磨粒磨损。
刘江龙,梁红[5]（1992）在《灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究》文中研究说明利用高功率CW CO2激光束在细片状石墨加珠光体的灰铸铁表面上进行激光Si合金化的基础研究。基材成分（wt%）为C3.0、Si2.2、Mn1.0、Cr 0.40,其碳当量为3.68。合金粉末为Si75+Fe25（wt%）。研究结果表明即使在合金熔体的冷却速度达到103K/s 的数量级,Si的平均含量为5.37%的条件下,仍然未能抑制在表面 Si 合金化层中出现石墨化倾向。新的表面合金中不存在r-Fe 和 Fe3C。利用共晶度对 Si 含量的敏感性,直观地证实了在合金熔池的固—液界面附近确实存在传质现象。
郑江鹏,初铭强,张书彦[6]（2020）在《铸铁材料激光熔覆修复表面强化技术研究进展》文中研究表明灰铸铁和球墨铸铁由于其综合性能优良,被广泛应用于工业各个领域。铸铁零件在极端的工作环境下由于承受着严重的磨损和腐蚀,易造成零部件严重的损坏和过早失效报废。通过激光熔覆技术在基材表面形成与其呈冶金结合的熔覆层,可以用于修复表面缺陷,还可以用于实现基材表面改性,提高金属表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。对铸铁材料激光熔覆修复表面强化技术的国内外研究进展进行综述,总结了铸铁激光熔覆技术的应用、组织和缺陷控制、熔覆材料及工艺等方面的研究现状及主要成果,为开展铸铁激光熔覆技术相关研究工作提供参考。
朱凌杰[7]（2020）在《铁碳合金表面激光熔覆Cu-Ti-Ni混合粉的组织和性能研究》文中研究指明铸铁和碳钢作为工业生产中应用广泛的铁碳合金,具有价格低廉、良好的铸造性能、切削加工性、减振性等优点,但在复杂应力的使用环境中,材料表面易出现磨损、变形甚至断裂。本文采用激光熔覆技术,在HT250灰铸铁和T10钢表面预置Cu-Ti-Ni混合粉末,制备Cu-Ti-Ni复合涂层。通过X’Pert PRO PANalytical型X射线衍射仪、S-3400N型扫描电子显微镜、4XCJZ金相显微镜等,分析了熔覆层组织物相组成、微观结构、成分分布,对Ti C在组织中的演变进行了探究,研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响。使用HXD-1000 TMSC/LCD型显微硬度计、UMT-3型多功能摩擦磨损试验机对熔覆层进行硬度、摩擦磨损性能测试。单一变量条件下,激光功率增大,灰铸铁熔覆层气孔、裂纹增加,两种基材表面激光熔覆层形貌呈不规则波浪形,熔覆层宽度、熔池深度、稀释率增加;扫描速度降低,熔覆层单位时间内吸热增加,两种基材熔覆层稀释率均提高;预置涂层厚度增加,涂层吸收更多热量,熔池宽度、深度、稀释率降低。当预置涂层厚度为1.6mm时,两种激光熔覆层成形相对更好。HT250灰铸铁熔覆层主要由α-Cu、Ti C、（Fe,Ni）和CFe15.1（γ-Fe奥氏体）组成。T10钢熔覆层主要由α-Fe（铁素体）、α-Cu、Ti C、（Fe,Ni）和CFe15.1（γ-Fe奥氏体）组成。熔覆层的Ti C增强相由基材中的C原子和Cu-Ti-Ni混合粉末中的Ti原子反应生成。灰铸铁熔覆层的Ti C演变过程为:不规则晶胞,多面体颗粒,择优取向树枝状Ti C,最后形成二次枝晶Ti C。T10钢熔覆层中Ti C因基材含碳量低大多以颗粒状均匀分布。单道熔覆层组织熔化和保护气可能导致熔覆层出现气孔,激光熔凝的残余应力使熔覆层出现裂纹。HT250灰铸铁熔覆层的显微硬度达350～750HV0.2,T10钢熔覆层的显微硬度达350～600HV0.2,大约是基材的2到3倍。HT250灰铸铁熔覆层Ti C颗粒发育更加完整、粗大,其显微硬度普遍高于T10钢熔覆层的显微硬度,但T10钢熔覆层热影响区硬度更高。增加预置涂层厚度可以提高熔覆层硬度,但熔覆层硬度受激光工艺参数影响不大。两种铁碳合金熔覆层耐磨性能均优于基材,HT250灰铸铁熔覆层和T10钢熔覆层平均摩擦系数分别为0.38和0.47,磨损失重均少于相应基材。室温下,HT250灰铸铁和T10钢熔覆层磨损表面均出现粘着磨损和磨粒磨损,但T10钢熔覆层磨损表面氧化明显,耐磨性能更好。
董吉星[8]（2016）在《WC/Cr激光合金化仿生耦合单元体对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响》文中认为机床在现今工业中得到广泛的应用,在机床使用过程中其导轨发生失效的主要原因为滚动疲劳磨损。滚动疲劳磨损是指在滚动接触疲劳条件下,由循环接触应力往复作用于材料表面而产生的一种失效形式。因此,机床导轨的疲劳寿命与其接触表面的抗疲劳磨损性能相关。机床导轨在服役过程中,会因为在疲劳磨损过程中出现的疲劳缺陷而对加工产品的精度造成影响,更为严重的疲劳缺陷会造成器件的报废。由于疲劳磨损过程中会在机床内部产生不可见的疲劳裂纹并扩展,这将对生产安全形成巨大的隐患。传统上采用镶钢导轨的方式解决这一问题,镶钢导轨为在灰铸铁床身镶嵌硬质的钢片作为工作接触面,其优点在于具有良好机械减震性能的同时减少了表面疲劳缺陷。但镶钢导轨在提高机床导轨的服役寿命的同时对改善其疲劳耐磨损性能方面效果有限。之前的研究表明,对灰铸铁机床床身直接采用表面处理的方式能很有效地提升材料的耐磨性能。然而,用这种方式处理的机床导轨其强化层与基体之间的结合效果较差,并且不能解决由于石墨的存在对疲劳缺陷形成造成的不良影响。因此,急需一种新的处理方式来改善机床导轨在滚动疲劳接触条件下服役的抗疲劳磨损性能以及了解疲劳缺陷形成机理,这对指导生产和加工安全有重要意义。经研究发现自然界中的生物经过自然进化,能很好的适应自然环境。这表明生物有很好的抵抗和适应自然环境的能力。基于此种思想,选取自然界中有良好抗耐磨性能的生物原型,以此为基础,采用仿生耦合原理,应用激光合金化和激光重熔技术,对灰铸铁进行添加Fe基WC或Cr处理,研究其抗疲劳性能。得到如下结论:（1）添加单一合金元素WC或Cr均能提高其强度和抗疲劳磨损性能,同时其显微硬度、拉伸性能和韧性均有显着提升。在同时添加两种元素时其提高效果达到最大。（2）揭示了对于添加不同合金元素形成的强化机理:Cr的存在对晶体（Ar,α-Fe）和网状结构的骨架均有强化作用,然而W只对网状结构的骨架起强化作用。激光合金化WC+Cr+Fe合金粉末时,材料有最高的抗拉强度,因为W元素在Cr元素对晶体和晶界强化的基础上,进一步对晶界进行强化。（3）通过对不同试样磨损结果进行对比发现:相比于未处理试样,处理试样（基体和单元体）上所产生的疲劳缺陷明显变轻。激光仿生处理试样对限制裂纹的萌生与扩展的强化机理为:由于存在石墨区域的溶解,限制裂纹的萌生,由于单元体的存在,导致基体的压力降低,因此裂纹萌生的周期增加,提高了耐磨性能。首先裂纹的扩展为沿晶和穿晶的混合型扩展方式,由于晶体细化,裂纹频繁转移,导致驱动能量的降低,限制裂纹的扩展。其次,由于单元体把表面分为几个区域,该单元体将阻碍裂缝在各个区域的出现,并在宏观上形成较长的裂缝的连接。从而使得更严重的表面损伤得到抑制。（4）阐述仿生激光处理技术处理试样疲劳磨损的失效形式及机理。失效的形式主要有裂纹的萌生与扩展,剥落形成麻坑、麻点和大的黑坑等。分析裂纹萌生与扩展的机理,分析麻坑、麻点和大黑坑产生的机理,指出在滚动疲劳磨损过程中由于加工硬化现象、粘着现象和第二相的存在对麻坑、麻点和大黑坑形成的影响。并指出麻坑、麻点与大黑坑产生在机理上的不同。
吴孝泉[9]（2019）在《Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究》文中研究说明为规避传统表面处理技术方法成本高、污染大、不易加工自动化等缺点,解决铸造铝合金表面硬度低、耐磨性差、零件使用寿命短等突出问题,本文以Nd:YAG固态激光器对Al-Si合金表面处理为研究对象,采用预置法和同步送粉法,运用SEM、EDS、XRD、显微硬度计、摩擦磨损实验机等检测设备系统地研究了铝合表面制备复合增强熔覆层的组织和性能,并对熔覆过程中增强相的生成、溶解、析出及强化机制进行了讨论。主要的研究内容及研究成果如下:1.利用镍基自熔性熔覆材料,采用自动送粉法在AlSi7Mg表面制备出单道复合熔覆层。发现熔覆层中生成了细小的NiAl相、网状结构Ni3Al相以及M7C3相,显微硬度最高为780HV;在室温条件下进行滑动干摩擦实验,发现当载荷为80N时,平均摩擦系数最小,熔覆层平均摩擦系数在0.37～0.43间。对激光熔覆熔池中晶粒的长大、生长速度、生长方向进行了讨论。揭示了熔覆层中晶粒长大的规律以及晶粒形貌呈梯度变化的机理。2.利用Al-Ti-C粉熔覆材料,采用预置法在AlSi7Mg表面原位制备多道TiC复合增强熔覆层。发现熔覆层中生成了颗粒状尺寸约为1μm的TiC和尺寸约为6-10μm的Al3Ti强化相;显微硬度呈梯度分布,最高为824HV,在离熔覆层表层0.25mm处,显微硬度快速降低;对熔覆层中热能密度分布进行讨论并对熔覆层的稀释率进行计算,发现本实验中圆形光斑能量密度遵从高斯分布,得到的熔覆层平均稀释率仅为3.5%。3.在镍基自熔性熔覆材料中加入WC颗粒,采用自动送粉法在AlSi7Mg表面制备出WC/Ni基复合增强熔覆层。利用Marangoni效应揭示WC颗粒在熔覆层中的分布机理。复合增强熔覆层中,生成AlNi、Al3Ni、M7C3、M23C3等相;熔覆层显微硬度值呈梯度分布,最大值约为1100HV。室温条件下进行干滑动摩擦实验,在载荷低于60N时,磨损率随载荷的增加而增加,当载荷达80N时,对磨副材料发生转移,磨损率下降。在20N和40N的条件下,平均摩擦系数基本保持在0.4左右;当载荷为60N时,平均摩擦系数降低到最小值0.137;当载荷增加到80N时,平均摩擦系数升高到0.67。对WC颗粒在熔覆层中的烧损情况进行了分析与讨论,揭示了WC烧损分别以熔解扩散式和溃散式烧损的机理。4.对激光熔覆工艺中裂纹、气孔、球化、高稀释率等缺陷的产生机理及其控制措施进行了分析与讨论,得到如下结论:裂纹主要分为热裂与冷裂两类,热裂由于熔覆层中过冷度过大、生成脆性相、物相间热膨胀系数及其体积间的差异而产生的;冷裂主要由于残余应力得不到有效释放而产生的。科学设计熔覆材料的成分,控制增强颗粒的形貌、尺寸和分布等方法是改善热裂的途径;热处理是改善冷裂缺陷的最有效方法。熔覆层中气体来源于冶金反应生成气和外来气体（保护气、载粉气以及粉体中水气）,适当提高激光功率、减小扫描速度以及合理的熔覆材料成分是改善熔覆层气孔缺陷的方法。球化缺陷分为熔覆层内金属颗粒球化和熔覆层表面金属球化两种,熔覆层内金属颗粒球化主要是因为比能量过小,造成金属颗粒吸热不足而球化,影响熔覆层性能。熔覆层表面金属球化是由于熔体温度过高,金属液滴在熔体表面发生Leidenfrost现象,使金属液滴在熔覆层表面凝固,影响熔覆层表面质量。控制激光比能量,设计熔覆材料尺寸与成分能显着改善球化缺陷。稀释率的计算分为实测成分计算法和几何尺寸计算法,其影响因素包括:激光功率、扫描速度、送粉速率以及熔覆层成分。激光熔覆过程中,科学设计激光熔覆材料、选用低激光功率、高扫描速度和高送粉率能得到低稀释率激光熔覆层,其中,提高送粉率是降低稀释率的最有效方法。
赵聪硕[10]（2018）在《灰铸铁等离子熔覆镍基合金组织及疲劳性能研究》文中提出灰铸铁类材料具有良好的减振性和导热性,因此,机械工程领域装备零部件的承重支撑部分如底座、缸体、齿轮箱体等多由灰铸铁类材料铸造而成。这些部件在长期的重载和疲劳工作过程中,表面常常出现微裂纹,微裂纹的萌生和扩展主要与材料的热疲劳失效有关。传统的表面技术如电弧焊、热喷涂、气体保护焊等,多存在涂层结合强度差、缺陷较多的问题。采用等离子熔覆技术在灰铸铁表面制备涂层是一个新的研究方向。本文采用L9（33）正交表对工作电流、送粉量和扫描速度三因素进行HT250表面等离子熔覆Ni60涂层正交试验,优化工艺参数;分别采用金相显微镜（OM）、X射线衍射法（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度仪、微米压痕仪、X射线残余应力测试仪分析测试等离子熔覆层的组织、物相、显微硬度、弹性模量和残余应力;采用金相显微镜对HT250表面Ni60熔覆层的缺陷进行观察,对HT250表面Ni60熔覆层和QT600表面Ni60熔覆层的显微组织和稀释率进行对比,探究HT250等离子熔覆Ni60涂层缺陷产生的原因;采用最优工艺参数,在HT250表面制备不同Mo含量的Ni60熔覆层,探究Mo元素对熔覆层组织、硬度及热疲劳性能的影响,分析Mo元素对熔覆层裂纹扩展的影响规律。结果表明:（1）影响Ni60熔覆层综合指标的主次顺序为:工作电流>扫描速度>送粉量,当工作电流为65 A、送粉量为4 g/min、扫描速度为100 mm/min时,制备的熔覆层综合质量最优;（2）最优工艺参数下熔覆层主要物相为（Fe,Ni）合金、α-Fe和?-Ni,熔覆层自底部到中部的晶体生长方式依次为平面晶、柱状晶和树枝晶,显微硬度不断增加,在熔覆层中部出现最大值,弹性模量由基体到熔覆层平稳过渡;（3）HT250等离子熔覆Ni60涂层存在裂纹和孔洞,在结合界面存在少量缩孔;（4）随着Mo元素含量的增加,熔覆层组织逐渐细化,成分偏析的现象明显减少,枝晶由杆状向树枝晶转变。当Ni60粉末中Mo元素的质量分数达到6%时,熔覆层中析出了Mo2C。同时,随着Mo元素含量的增加,熔覆层平均显微硬度逐渐增大,热疲劳裂纹扩展速率降低。
二、灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究（论文提纲范文）
（1）灰铸铁和球墨铸铁等离子束与激光束表面强化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 灰铸铁和球墨铸铁的简介及失效形式 |
| 1.2 灰铸铁和球墨铸铁常用的表面强化改性技术 |
| 1.3 等离子束表面熔凝和表面合金化技术 |
| 1.4 激光表面改性技术 |
| 1.5 本文研究的目的和内容 |
| 2. 等离子束熔凝和合金化处理灰铸铁和球墨铸铁的基本特征分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验材料与设备 |
| 2.3 等离子束表面熔凝和合金化处理的工艺参数 |
| 2.4 分析方法及设备 |
| 2.5 等离子束表面熔凝层和合金化层的层深 |
| 2.6 等离子束熔凝层和合金化层的硬度分析 |
| 2.7 等离子束熔凝层和合金化层的表面粗糙度 |
| 2.8 本章小结 |
| 3. 灰铸铁和球墨铸铁的等离子束表面改性层的组织特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.3 等离子束熔凝层和合金层的特征 |
| 3.4 等离子束熔凝层和合金化层的物相分析 |
| 3.5 等离子束熔凝层和合金化层的截面硬度分布 |
| 3.6 等离子束表面熔凝层和合金化层的强化机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 灰铸铁和球墨铸铁等离子束表面改性层腐蚀特性分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 腐蚀试验 |
| 4.3 灰铸铁等离子束表面改性层的腐蚀特性 |
| 4.4 球墨铸铁等离子束表面改性层的腐蚀特性 |
| 4.5 灰铸铁和球墨铸铁等离子束表面改性层耐蚀性提高的机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 灰铸铁和球墨铸铁等离子束表面改性层的磨损特性 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 磨损试验 |
| 5.3 灰铸铁和球墨铸铁等离子束改性层的磨损结果 |
| 5.4 灰铸铁和球墨铸铁等离子束表面改性层的磨损机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 灰铸铁和球墨铸铁激光表面熔凝和合金化强化 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 试验材料与方法 |
| 6.3 灰铸铁和球墨铸铁激光束表面熔凝处理 |
| 6.4 灰铸铁和球墨铸铁表面激光合金化处理 |
| 6.5 激光束熔凝层和合金化层的晶粒尺寸 |
| 6.6 激光束熔凝层和合金化层的磨损特性 |
| 6.7 激光束熔凝层和合金化层的腐蚀特性 |
| 6.8 激光表面改性层与等离子束表面改性层比较 |
| 6.9 本章小结 |
| 7 灰铸铁和球墨铸铁表面激光熔覆Ni60-Co涂层的研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 熔覆用NI60+10%Co粉末简介 |
| 7.3 激光熔覆的工艺 |
| 7.4 分析方法 |
| 7.5 激光熔覆工艺参数的优化 |
| 7.6 激光熔覆层的截面显微结构 |
| 7.7 激光熔覆层的成分及物相分析 |
| 7.8 激光熔覆层的硬度及磨损特性分析 |
| 7.9 激光熔覆层腐蚀特性分析 |
| 7.10 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 本文的主要工作和结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（2）微量重金属元素对合金化铸铁性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及选题意义 |
| 1.2 铸铁的制备工艺 |
| 1.2.1 铸铁的熔炼 |
| 1.2.2 蠕化剂的添加 |
| 1.3 制动盘的结构特点 |
| 1.4 优化铸铁组织与性能的途径 |
| 1.4.1 石墨形态和尺寸对灰铸铁性能的影响 |
| 1.4.2 基体组织对灰铸铁性能的影响 |
| 1.4.3 灰铸铁的合金化及其研究现状 |
| 1.4.4 碳当量和碳硅比的选取 |
| 1.4.5 合金元素钽和钨 |
| 1.5 影响蠕墨铸铁性能的因素 |
| 1.5.1 石墨形态对蠕墨铸铁的影响 |
| 1.5.2 基体组织对蠕墨铸铁性能的影响 |
| 1.5.3 蠕墨铸铁合金化及研究现状 |
| 1.5.4 合金元素铌和钼 |
| 1.6 铸铁在含盐腐蚀环境中的腐蚀磨损行为 |
| 1.7 本论文的研究目的和主要内容 |
| 1.7.1 本论文的研究目的 |
| 1.7.2 主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验方案及技术路线 |
| 2.1.1 实验方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 检测仪器及方法 |
| 2.2.1 组织检测及分析 |
| 2.2.2 力学性能检测 |
| 2.2.3 摩擦磨损测试 |
| 2.2.4 电化学实验系统 |
| 第3章 钽和钨对灰铸铁组织和性能的影响 |
| 3.1 灰铸铁成分 |
| 3.2 钽和钨的加入对灰铸铁石墨和基体组织的影响 |
| 3.2.1 钽和钨的添加对石墨形态的影响 |
| 3.2.2 钽和钨的添加对基体组织的影响 |
| 3.3 灰铸铁成分和组织分析 |
| 3.3.1 灰铸铁成分分析 |
| 3.3.2 灰铸铁XRD测试分析 |
| 3.3.3 灰铸铁微区成分检测 |
| 3.4 钽和钨加入对灰铸铁力学性能的影响 |
| 3.4.1 钽和钨加入对灰铸铁强度的影响 |
| 3.4.2 钽、钨的加入对灰铸铁冲击韧性的影响 |
| 3.4.3 钽、钨的加入对灰铸铁硬度的影响 |
| 3.5 钽和钨的加入对灰铸铁摩擦磨损性能的影响 |
| 3.6 拉伸断口形貌分析 |
| 3.7 热力学计算 |
| 3.7.1 富钨相热力学计算 |
| 3.8 灰铸铁耐腐蚀性能分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 铌和钼对蠕墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.1 含铌和钼蠕墨铸铁成分 |
| 4.2 铌和钼添加对蠕墨铸铁石墨形态和基体组织的影响 |
| 4.2.1 铌和钼添加对蠕墨铸铁石墨形态的影响 |
| 4.2.2 铌和钼添加对蠕墨铸铁基体组织的影响 |
| 4.3 蠕墨铸铁成分和组织分析 |
| 4.3.1 蠕墨铸铁的成分 |
| 4.3.2 蠕墨铸铁XRD测试分析 |
| 4.3.3 蠕墨铸铁微区成分检测 |
| 4.4 铌和钼添加对蠕墨铸铁力学性能的影响 |
| 4.4.1 铌和钼添加对蠕墨铸铁抗拉性能的影响 |
| 4.4.2 铌和钼添加对蠕墨铸铁冲击韧性的影响 |
| 4.4.3 铌和钼添加对蠕墨铸铁硬度的影响 |
| 4.5 铌和钼的添加对蠕墨铸铁耐磨性能的影响 |
| 4.6 拉伸断口形貌分析 |
| 4.7 蠕墨铸铁腐蚀行为研究 |
| 4.8 热力学计算 |
| 4.8.1 富铌相的热力学计算 |
| 4.8.2 富钼相的热力学计算 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）形态、材料耦元对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 滚动疲劳失效的基本原理、表现形式以及影响因素 |
| 1.2.1 滚动接触疲劳磨损的基本原理 |
| 1.2.2 疲劳缺陷表现形式 |
| 1.2.3 影响材料抗疲劳磨损性能的因素 |
| 1.3 材料抗疲劳磨损性能改善研究现状 |
| 1.4 耦合仿生学理论及其应用 |
| 1.4.1 仿生学概述 |
| 1.4.2 各种单元仿生及应用 |
| 1.4.3 多元耦合仿生 |
| 1.5 基于仿生理论强韧化模型实现方法以及研究内容 |
| 1.5.1 强韧化仿生模型 |
| 1.5.2 激光耦合仿生技术 |
| 1.5.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.1.1 铸铁母材 |
| 2.1.2 碳粉 |
| 2.1.3 合金粉末 |
| 2.2 仿生耦合试样表面形貌设计 |
| 2.3 制备仿生非光滑试样 |
| 2.3.1 实验准备 |
| 2.3.2 不同仿生耦合单元体形态和分布 |
| 2.3.3 制备激光渗碳仿生耦合试样 |
| 2.3.4 激光合金化制备仿生单元体 |
| 2.4 实验方法以及表征 |
| 2.4.1 疲劳磨损实验 |
| 2.4.2 仿生耦合单元体尺寸测量 |
| 2.4.3 单元体形貌以及粗糙度分析 |
| 2.4.4 仿生耦合单元体相分析 |
| 2.4.5 显微组织结构以及元素分析 |
| 2.4.6 显微硬度测量 |
| 2.4.7 拉伸性能测试 |
| 2.4.8 数值模拟计算 |
| 第3章 激光仿生处理灰铸铁抗疲劳磨损性能改善可行性分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 最大切应力理论深度 |
| 3.3 强化层与基体结合质量 |
| 3.4 残余压应力 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章仿生单元体形态和分布对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿生单元体形貌以及显微组织 |
| 4.3 仿生单元体显微硬度 |
| 4.4 形态耦元特征量对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响 |
| 4.4.1 仿生单元体形态对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响 |
| 4.4.2 仿生单元体取向对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响 |
| 4.4.3 仿生试样软硬比对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 激光渗碳仿生处理灰铸铁抗疲劳磨损性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光能量吸收 |
| 5.3 能量密度对仿生试样的影响 |
| 5.3.1 仿生单元体尺寸及显微组织 |
| 5.3.2 能量密度对仿生试样机械性能的影响规律 |
| 5.3.3 表面磨损形貌及磨损区域分析 |
| 5.4 预涂层厚度对仿生试样抗疲劳磨损性能的影响 |
| 5.4.1 预涂层厚度对单元体截面积尺寸的影响 |
| 5.4.2 不同单元体衍射图谱和显微组织结构 |
| 5.4.3 仿生试样强化及其机理分析 |
| 5.4.4 疲劳磨损测试结果以及表面磨损形貌分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 激光合金化仿生处理改善灰铸铁抗疲劳磨损性能及机理分析 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 激光加工参数的选择 |
| 6.3 合金化单元体物相分析 |
| 6.4 单元体显微组织结构以及元素分布 |
| 6.4.1 高温区显微组织 |
| 6.4.2 中温区显微组织 |
| 6.4.3 低温区显微组织 |
| 6.5 仿生试样拉伸性能 |
| 6.6 疲劳磨损测试结果 |
| 6.6.1 磨损失重量 |
| 6.6.2 表面磨损形貌 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 激光仿生处理改善灰铸铁抗疲劳磨损性能机理 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 应变积累减小 |
| 7.3 裂纹萌生和扩展 |
| 7.4 基体区域应力降低 |
| 7.5 单元体区强化 |
| 7.6 仿生强化机制 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）铸铁表面原位自生碳化钛增强复合涂层的激光合金化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 工程铸铁的发展和应用 |
| 1.2.1 工程铸铁分类 |
| 1.2.2 灰铸铁组织及其发展 |
| 1.2.3 其他工程铸铁 |
| 1.3 激光表面合金化技术的发展及应用 |
| 1.4 原位合成法 |
| 1.4.1 原位合成法与外加法 |
| 1.4.2 原位合成法的发展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验材料和实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 激光合金化试样制备 |
| 2.3 金相样品制备 |
| 2.4 试样检测及检测设备 |
| 2.4.1 微观组织分析 |
| 2.4.2 物相和成分测试 |
| 2.4.3 涂层显微硬度测试 |
| 2.4.4 涂层耐磨性能测试 |
| 第三章 激光合金化涂层的组织与性能 |
| 3.1 激光合金化熔道横截面微观组织与成分分析 |
| 3.2 TiC增强相合成机理 |
| 3.3 激光合金化涂层的显微硬度 |
| 3.4 激光合金化涂层的耐磨性能 |
| 3.4.1 灰铸铁和激光合金化试样的耐磨性能 |
| 3.4.2 灰铸铁和激光合金化试样的耐磨机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光工艺对激光合金化涂层的影响 |
| 4.1 激光工艺对合金化熔道形状的影响 |
| 4.1.1 扫描速度对合金化熔道几何尺寸的影响 |
| 4.1.2 激光功率对合金化熔道几何尺寸的影响 |
| 4.2 激光工艺对合金化熔道截面组织的影响 |
| 4.2.1 扫描速度对合金化样品组织的影响 |
| 4.2.2 激光功率对合金化组织的影响 |
| 4.3 激光工艺对合金化涂层性能的影响 |
| 4.3.1 扫描速度对合金化涂层硬度的影响 |
| 4.3.2 激光功率对合金化涂层硬度的影响 |
| 4.4 石墨形态对激光合金化涂层组织和性能的影响 |
| 4.4.1 石墨形态对激光合金化涂层组织的影响 |
| 4.4.2 石墨形态对激光合金化涂层硬度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）铸铁材料激光熔覆修复表面强化技术研究进展（论文提纲范文）
| 1 铸铁激光熔覆技术应用 |
| 2 铸铁激光熔覆技术研究进展 |
| 2.1 熔覆组织及缺陷控制 |
| 2.2 激光熔覆材料 |
| 2.3 铸铁激光熔覆工艺 |
| 3 总结 |
（7）铁碳合金表面激光熔覆Cu-Ti-Ni混合粉的组织和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁碳合金概述 |
| 1.2.1 铁碳合金的分类 |
| 1.2.2 灰铸铁和T10钢的性能及应用 |
| 1.2.3 灰铸铁和T10钢表面失效分析 |
| 1.3 铁碳合金激光表面改性的研究现状 |
| 1.3.1 激光表面重熔技术 |
| 1.3.2 激光表面淬火技术 |
| 1.3.3 激光表面合金化 |
| 1.3.4 激光表面熔覆技术 |
| 1.4 激光熔覆材料的分类与应用 |
| 1.4.1 自熔性合金粉末 |
| 1.4.2 陶瓷粉末 |
| 1.4.3 复合粉末 |
| 1.4.4 其他熔覆粉末 |
| 1.5 本课题的研究内容和意义 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.2 激光熔覆设备 |
| 2.2.1 激光器和熔覆头 |
| 2.2.2 保护气装置 |
| 2.2.3 运动控制系统 |
| 2.3 实验方案设计 |
| 2.3.1 激光熔覆工艺参数选择 |
| 2.3.2 熔覆材料组分设计 |
| 2.3.3 实验流程 |
| 2.4 微观组织分析 |
| 2.4.1 金相组织观察 |
| 2.4.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.3 扫描电镜及能谱分析 |
| 2.5 熔覆层性能测试 |
| 2.5.1 熔覆层显微硬度测试 |
| 2.5.2 熔覆层摩擦磨损测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Cu-Ti-Ni 熔覆层工艺参数的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光熔覆工艺参数对熔覆层宏观形貌研究 |
| 3.2.1 激光功率对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 扫描速度对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.3 预置涂层厚度对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Cu-Ti-Ni熔覆层在HT250 灰铸铁和T10 钢表面的组织结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Cu-Ti-Ni 熔覆层的 XRD 物相分布 |
| 4.3 Cu-Ti-Ni 熔覆层在 HT250 灰铸铁和 T10 钢表面的显微组织研究 |
| 4.3.1 Cu-Ti-Ni熔覆层的微观结构 |
| 4.3.2 Cu-Ti-Ni熔覆层的成分分布 |
| 4.3.3 Cu-Ti-Ni熔覆层中Ti C的形成与分布 |
| 4.4 Cu-Ti-Ni熔覆层HT250 灰铸铁和T10 钢表面的缺陷 |
| 4.4.1 激光熔覆层中的裂纹 |
| 4.4.2 激光熔覆层中的气孔 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铜基复合涂层在HT250灰铸铁和T10钢表面的性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HT250 灰铸铁和T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层的显微硬度特性 |
| 5.2.1 激光功率对HT250 灰铸铁和T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层显微硬度的影响 |
| 5.2.2 扫描速度对HT250 灰铸铁和T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层显微硬度的影响 |
| 5.2.3 预置涂层厚度对HT250 灰铸铁和T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层显微硬度的影响 |
| 5.3 HT250 灰铸铁和T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层的磨损特性 |
| 5.3.1 HT250 灰铸铁表面Cu-Ti-Ni熔覆层的磨损结果与磨损机理分析 |
| 5.3.2 T10 钢表面Cu-Ti-Ni熔覆层的磨损结果与磨损机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（8）WC/Cr激光合金化仿生耦合单元体对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 灰铸铁机床导轨研究现状 |
| 1.2.1 灰铸铁导轨处理方式 |
| 1.2.2 激光表面处理技术的实际应用 |
| 1.3 仿生耦合理论及其应用 |
| 1.3.1 仿生学概述 |
| 1.3.2 仿生耦合理论及其应用 |
| 1.4 滚动疲劳失效 |
| 1.4.1 接触疲劳磨损理论 |
| 1.4.2 滚动疲劳磨损中裂纹的变化 |
| 1.4.3 滚动疲劳磨损表面结构的变化 |
| 1.5 本文的主要研究内容和创新点 |
| 1.5.1 本论文的主要研究内容 |
| 1.5.2 本论文的创新点 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 激光合金化基体材料 |
| 2.1.2 激光合金化熔覆层材料 |
| 2.2 仿生耦合试样的制备 |
| 2.2.1 生物原型的选择 |
| 2.2.2 仿生耦合单元体的设计 |
| 2.2.3 单元体尺寸的测量 |
| 2.3 仿生耦合试样的拉伸实验 |
| 2.4 激光表面合金化和表面熔覆试样的疲劳磨损试验 |
| 2.4.1 仿生耦合单元体和激光熔覆试样磨损失重量测量 |
| 2.4.2 磨损形貌对比分析 |
| 2.4.3 激光处理试样表面受力情况的数值模拟分析 |
| 2.4.4 激光仿生合金化处理试样疲劳磨损失效 |
| 2.5 单元体的微观分析 |
| 2.5.1 微观结构分析 |
| 2.5.2 物相分析 |
| 2.5.3 显微硬度分析 |
| 第三章 添加合金元素的单元体对灰铸铁疲劳磨损性能影响 |
| 3.1 单元体尺寸 |
| 3.2 单元体的相组成、微观结构和显微硬度 |
| 3.2.1 单元体的相组成 |
| 3.2.2 单元体的微观结构 |
| 3.3 材料的抗变形能力 |
| 3.4 疲劳磨损实验的结果 |
| 3.4.1 磨损失重量 |
| 3.4.2 试样磨损表面形貌 |
| 3.5 通过有限元法FEM对处理和未处理的试样进行应力分析 |
| 3.6 激光仿生处理技术对疲劳耐磨性进行改进的机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 激光仿生处理试样滚动疲劳磨损失效 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 处理试样表面微裂纹消失及其机理 |
| 4.3 激光处理试样的表面变色现象及其形成原因 |
| 4.4 点蚀的出现与聚集 |
| 4.5 试样表面剥落形成黑坑及其机理 |
| 4.6 激光合金化处理试样强化机理 |
| 4.7 裂纹的形成及裂纹的扩展机理 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 Al-Si合金材料组成及其在工业中的应用 |
| 1.1.1 Al-Si合金的特点 |
| 1.1.2 Al-Si合金在工业中的应用 |
| 1.2 铝合金表面强化技术 |
| 1.2.1 阳极氧化技术 |
| 1.2.2 电镀与化学镀技术 |
| 1.2.3 电弧喷涂技术 |
| 1.2.4 等离子喷涂技术 |
| 1.2.5 激光表面改性技术 |
| 1.3 激光熔覆技术 |
| 1.3.1 激光与材料相互作用基础理论 |
| 1.3.2 激光熔覆设备特点 |
| 1.3.3 激光熔覆材料体系 |
| 1.3.4 激光熔覆工艺特征 |
| 1.3.5 激光熔覆技术的应用 |
| 1.3.6 激光熔覆技术的研究现状 |
| 1.4 铝合金激光熔覆的研究现状 |
| 1.5 复合熔覆层强化机理 |
| 1.5.1 载荷传递强化 |
| 1.5.2 细晶强化 |
| 1.5.3 位错强化 |
| 1.5.4 固溶强化 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料的选择 |
| 2.1.2 熔覆材料的选择 |
| 2.2 试验设备与方法 |
| 2.2.1 激光熔覆设备 |
| 2.2.2 激光熔覆实验 |
| 2.2.3 组织与性能测试 |
| 2.2.4 稀释率的计算 |
| 2.2.5 磨损性能测试 |
| 第3章 激光熔覆制备Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 熔覆工艺参数 |
| 3.3 原位生成Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层宏观形貌 |
| 3.4 原位生成Ni_XAl/M_7C_3 增强熔覆层微观形貌 |
| 3.5 熔覆层化学成分分析 |
| 3.6 熔覆层显微硬度与摩擦磨损性能分析 |
| 3.7 溶池晶粒生长机制 |
| 3.7.1 熔池晶粒生长速度与方向 |
| 3.7.2 熔池晶粒生长形貌 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 激光熔覆制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 熔覆材料与工艺 |
| 4.2.1 熔覆材料 |
| 4.2.2 熔覆工艺 |
| 4.3 原位制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层宏观形貌 |
| 4.4 原位制备Al_3Ti/Ti C增强熔覆层微观形貌 |
| 4.5 熔覆层化学成分分析 |
| 4.6 不同扫描速度熔覆层显微硬度分析 |
| 4.7 热能密度分布与稀释率的计算 |
| 4.7.1 熔覆层中的热能密度分布 |
| 4.7.2 熔覆层稀释率的计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 激光熔覆制备WC/Ni基增强熔覆层的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔覆工艺 |
| 5.2.1 单道激光熔覆参数 |
| 5.2.2 多道激光熔覆参数 |
| 5.3 WC/Ni复合熔覆层形貌 |
| 5.3.1 单道WC/Ni熔覆层形貌 |
| 5.3.2 多道WC/Ni熔覆层形貌 |
| 5.4 熔覆层的稀释率 |
| 5.5 熔覆层化学成分分析 |
| 5.6 熔覆层显微硬度分析 |
| 5.7 熔覆层磨损性能分析 |
| 5.7.1 熔覆层磨面的分析 |
| 5.7.2 WC颗粒破碎模型 |
| 5.7.3 熔覆层磨削的分析 |
| 5.7.4 摩擦磨损性能分析 |
| 5.7.5 熔覆层摩擦性能的分析 |
| 5.8 WC烧损机理的分析 |
| 5.8.1 溶解扩散式烧损模型 |
| 5.8.2 溃散析出式烧损模型 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 激光熔覆工艺中常见缺陷与改善措施 |
| 6.1 裂纹 |
| 6.1.1 裂纹的分类及其形成机理 |
| 6.1.2 控制裂纹的措施 |
| 6.2 气孔 |
| 6.2.1 气孔的产生及其形成机理 |
| 6.2.2 控制气孔的措施 |
| 6.3 球化 |
| 6.3.1 球化的分类及其形成机理 |
| 6.3.2 控制球化的措施 |
| 6.4 稀释率 |
| 6.4.1 稀释率的定义及形成机理 |
| 6.4.2 控制稀释率的措施 |
| 6.5 其它缺陷 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 下一步工作的方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）灰铸铁等离子熔覆镍基合金组织及疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 熔覆技术在铁碳合金表面的研究现状 |
| 1.2.1 碳钢表面熔覆层制备的研究进展 |
| 1.2.2 合金钢表面熔覆层制备的研究进展 |
| 1.2.3 铸铁表面熔覆层制备的研究进展 |
| 1.3 等离子熔覆技术及熔覆材料体系 |
| 1.3.1 等离子熔覆技术 |
| 1.3.2 熔覆材料的选择和设计原则 |
| 1.3.3 等离子熔覆材料体系 |
| 1.4 铸铁材料及等离子熔覆技术的应用 |
| 1.5 课题来源、主要研究内容及意义 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 课题研究的意义 |
| 第二章 熔覆层制备及性能表征 |
| 2.1 等离子熔覆试验材料及设备 |
| 2.1.1 基体选择 |
| 2.1.2 粉末成分 |
| 2.1.3 等离子熔覆设备及原理 |
| 2.2 等离子熔覆正交试验设计 |
| 2.3 熔覆层组织结构及性能表征 |
| 2.3.1 微观组织及成分分析 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 显微硬度测试 |
| 2.3.4 残余应力测试 |
| 2.3.5 弹性模量测试 |
| 2.3.6 热疲劳性能测试 |
| 第三章 熔覆层正交试验分析 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.1.1 正交参数的选择 |
| 3.1.2 分组方案 |
| 3.2 试验结果 |
| 3.2.1 熔覆层表观形貌 |
| 3.2.2 熔覆层与基体界面结合 |
| 3.2.3 熔覆层残余应力 |
| 3.2.4 正交优化分析 |
| 3.3 工艺参数对熔覆层质量的影响 |
| 3.3.1 工艺参数对熔覆层表观形貌的影响 |
| 3.3.2 工艺参数对熔覆层界面结合的影响 |
| 3.3.3 工艺参数对熔覆层残余应力的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 熔覆层组织结构及缺陷分析 |
| 4.1 最优参数下熔覆层组织性能分析 |
| 4.1.1 等离子熔覆层组织 |
| 4.1.2 等离子熔覆层相分析 |
| 4.1.3 等离子熔覆层的显微硬度 |
| 4.1.4 等离子熔覆层的弹性模量 |
| 4.2 球墨铸铁Ni60 熔覆层组织结构分析 |
| 4.2.1 球墨铸铁Ni60 熔覆层组织 |
| 4.2.2 球墨铸铁Ni60 熔覆层相分析 |
| 4.3 等离子熔覆层的缺陷分析 |
| 4.3.1 熔覆层孔洞 |
| 4.3.2 熔覆层裂纹 |
| 4.3.3 熔覆层缺陷形成机理对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 等离子熔覆Ni60+Mo涂层组织和性能分析 |
| 5.1 等离子熔覆Ni60+Mo涂层微观组织分析 |
| 5.1.1 Mo元素添加对界面形貌的影响 |
| 5.1.2 Mo元素添加对熔覆层组织的影响 |
| 5.1.3 Mo元素添加对熔覆层物相的影响 |
| 5.1.4 Mo元素添加对熔覆层硬度的影响 |
| 5.2 熔覆层热疲劳性能研究 |
| 5.2.1 热疲劳试验结果 |
| 5.2.2 熔覆层热疲劳前后硬度变化 |
| 5.2.3 热疲劳裂纹扩展行为与扩展机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
四、灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究（论文参考文献）
- [1]灰铸铁和球墨铸铁等离子束与激光束表面强化研究[D]. 程秀. 华中科技大学, 2014(07)
- [2]微量重金属元素对合金化铸铁性能的影响[D]. 李双双. 华北电力大学(北京), 2018(05)
- [3]形态、材料耦元对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响[D]. 陈志凯. 吉林大学, 2016(08)
- [4]铸铁表面原位自生碳化钛增强复合涂层的激光合金化研究[D]. 丁洁琼. 上海工程技术大学, 2019(06)
- [5]灰铸铁表面激光 Si 合金化的研究[J]. 刘江龙,梁红. 金属热处理学报, 1992(04)
- [6]铸铁材料激光熔覆修复表面强化技术研究进展[J]. 郑江鹏,初铭强,张书彦. 热加工工艺, 2020(17)
- [7]铁碳合金表面激光熔覆Cu-Ti-Ni混合粉的组织和性能研究[D]. 朱凌杰. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [8]WC/Cr激光合金化仿生耦合单元体对灰铸铁抗疲劳磨损性能的影响[D]. 董吉星. 吉林大学, 2016(12)
- [9]Al-Si合金表面激光熔覆层的制备及其性能研究[D]. 吴孝泉. 南昌大学, 2019(01)
- [10]灰铸铁等离子熔覆镍基合金组织及疲劳性能研究[D]. 赵聪硕. 河北工业大学, 2018(07)