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本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：铝-铬涂层的热喷涂制备及反应冷性的工艺研究学 院：材料科学与工程学院 专业班级：焊接技术与工程1201班学生姓名： 肖科 指导教师： 李德元 开题时间：2016年3月25日目录1绪论11.1论文研究的背景和目的及意义11.2热喷涂的分类11.3电弧喷涂原理及应用21.4等离子喷涂原理及应用31.5铝铬合金的性能及应用32国内外研究现状32.1国内研究的情况42.2国外研究的情况52.3研究思路和研究方法63研究内容64实验方案及设备65课题研究时间安排7参考文献71绪论1.1论文研究的背景和目的及意义随着现代工业技术的发展，材料的腐蚀、磨损与防护问题的重要性日益增强。据统计，发达国家因腐蚀、磨损所造成经济损失在某些发达国家高达国民生产总值的2-4%；我国因腐蚀、磨损造成的经济损失也十分巨大，据不完全统计每年因腐蚀、磨损造成的钢材消耗达100万吨以上，至于其所造成的间接损失更是难以估计。腐蚀、磨损造成的工件或结构失效是从表面开始的，最终导致整体的缓慢失效或工作过程中的突然失效，后者的危害性更大。为防止在高温、高压、重载、腐蚀介质等环境下工作的工件因表面的损伤而导致整体破坏，提高工件的可靠性，表面工程技术界研究开发了多种提高表面性能的措施，如表面热处理、表面化学处理、气相沉积、电刷镀、高能密度束表面处理、热喷涂等。铝铬合金具有质轻、耐磨、耐热、耐腐蚀和抗高温氧化等优异的性能，在航空航天、汽车制造等行业有着巨大的潜在使用价值[1]。用普通铸造方法制备的高铬铝合金铸件存在晶粒粗大、成分偏析严重等问题，且力学性能较差，无法满足实际应用的要求[2]。近年来，国内外不少学者就如何获得成分均匀、组织细小的铝铬合金做了大量研究工作[3-7]，在一定程度上改善了铝铬合金的性能。采用优质、高效、低成本的高速电弧喷涂技术(HVAS)和等离子喷涂技术制备出的Al-Cr涂层具有优异的高温氧化抗力、腐蚀及磨损抗力[8-9]，用于电厂锅炉管道受热面、汽轮机叶片等高温、腐蚀、磨损环境下服役零部件的防护涂层。目前采用高速电弧喷涂法和等离子喷涂法制备Al-Cr涂层的报道较少，且存在工艺方法较为单一，形成过程机理研究不透彻等一系列不足，故本课题采用不同工艺及热处理改性方法，以制备出性能更为优良的Al-Cr涂层，并对其具体形成机理进行深入研究。1.2热喷涂的分类热喷涂按照热源和结合方式来分类，可以分为喷涂和喷熔两种情况。如表1所示，根据加热喷涂材料的热源来分类是最常见的热喷涂分类方法，这样可分为：表1热喷涂的分类种类火焰类爆炸喷涂、火焰喷涂、超音速喷涂电弧类电弧喷涂、等离子喷涂电热法电容放电喷涂、感应加热喷涂和电爆喷涂从热喷涂热源的选择方面来看，还可以分成燃烧法和电热法。爆炸喷涂和高速火焰方法主要用的就是燃烧法；电热法主要分为等离子喷涂以及电弧喷涂[10-11]。图1-1所示，可以清晰的看到近年来火焰喷涂的应用最多，其次是电弧喷涂，等离子喷涂，最后是高速火焰喷涂。图1-1主要热喷涂方法的应用比例(%)电弧喷涂是20世纪80年代兴起的热喷涂技术。它在近20年间获得迅速发展，在国际上已逐步部分取代火焰喷涂和等离子喷涂。据有关资料统计，到20世纪末，在所有热喷涂技术中，电弧喷涂的技术应用比例占15%，其市场比例占第3位[12-17]。电弧喷涂正日益成为热门的热喷涂技术之一。1.3电弧喷涂原理及应用电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。电弧喷涂系统一般是由喷涂专用电源、控制装置、电弧喷枪、送丝机及压缩空气供给系统等组成。主要用于制备防腐、耐磨涂层，或加工失误的机件表面修复和制备电容封焊涂层等。广泛应用于水利、船舶、铁路、石化、桥梁和机械制造等领域。1.4等离子喷涂原理及应用等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。等离子喷涂是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的技术。可用于航空航天、机械制造、化工、石油、冶金等工业中耐热、隔热、动密封、耐磨、减磨、耐蚀涂层。1.5铝铬合金的性能及应用金属材料的抗氧化性能取决于该金属表面所形成的氧化膜性质，能够形成致密、稳定且与基体金属结合牢固氧化膜的材料通常具有很好的抗高温氧化性能。Al、Cr可以生成稳定、致密氧化膜的元素，当Al、Cr被加入到Fe、Cu、Ni等金属中，可以显著地提高这些材料的抗氧化和抗高温腐蚀能力。但是随着材料中Al、Cr元素含量的增加,材料的脆性也增加，而Cr的加入会增加材料