42CrMoA钢表面等离子熔覆TiC_Ni复合涂层的制备和性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）42CrMoA钢表面等离子熔覆TiC/Ni复合涂层的制备和性能研究硕士研究生：罗大卫指导教师：王香教授企业导师：张德平副研究员工程领域：材料工程论文主审人：李新林副教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）42CrMoA钢表面等离子熔覆TiC/Ni复合涂层的制备和性能研究硕士研究生：罗大卫指导教师：王香教授学位级别：工程硕士工程领域：材料工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年5月8

2、日论文答辩日期：2018年6月7日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）StudyonPreparationandPropertiesofTiC/NiCompositeCoatingsbyPlasmaCladdingon42CrMoASteelCandidate:LuoDaweiSupervisor:Prof.WangXiangAcadem

3、icDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:MaterialsEngineeringDateofSubmission:May.8,2018DateofOralExamination:Jun.7,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相

4、对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等

5、复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要随着近年来我国船舶工业的快速发展，船舶零部件的修复与再制造逐步成为一项热门研究课题。曲轴作为船舶轮机的重要零部件之一，在运行过程中容易发生表面的磨损等材料失效问题，对此需要采用

6、适当的材料表面工程技术对受损船舶轮机曲轴进行修复。相较于其他材料表面工程技术，等离子熔覆具有适用范围宽、成本低、可靠性好、制备得到的涂层质量高等诸多优点。因此针对船舶轮机曲轴表面的修复与再制造，等离子熔覆不仅具备一定的理论研究价值，还具有广阔的工程应用发展前景。本论文以Ni60A粉末作为涂层金属基，设计[Ti+C]和[Ti+Cr3C2]两组粉末体系原位合成TiC陶瓷相，在船舶轮机曲轴常用材料42CrMoA钢表面等离子熔覆制备TiC/Ni复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究TiC/Ni复

7、合涂层的物相组成、显微形貌和化学元素的分布情况；利用显微硬度计、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分析测试TiC/Ni复合涂层的机械性能；利用电化学工作站和浸泡腐蚀试验研究TiC/Ni复合涂层在人工模拟海水中的耐腐蚀性能。研究结果表明，采用[Ti+C]和[Ti+Cr3C2]两组混合粉末体系均能够在42CrMoA钢表面等离子熔覆制备出无裂纹、气孔和夹渣等宏观缺陷且与基体间具有良好冶金结合的TiC/Ni复合涂层。TiC/Ni复合涂层的物相组成主要为(Fe,Ni)、TiC、Cr7C3和Cr23C6。由[Ti+C]和[

8、Ti+Cr3C2]两组混合粉末体系制备得到的TiC/Ni复合涂层在显微形貌上存在微小差异：[Ti+C]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态依次为平面柱状晶和细树枝状柱状晶，TiC陶瓷相以细小颗粒状弥散分布于(Fe,Ni)构成的金属基体中；[Ti+Cr3C2]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态为细树枝状柱状晶，TiC陶瓷相主要为等轴或近似等轴晶状组织构成的复合结构。当TiC在TiC/Ni复合涂层中的质量分数增加至12wt.%时，部分