Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến cấu trúc, tính chất của hệ lớp phủ kép nhôm và hợp kim Ni-20Cr trên nền thép

MỤC LỤC

MỤC TRANG

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU. 1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN3

1.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng phun phủ nhiệt trên thếgiới.4

1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt ởViệt Nam.5

1.3. Nguyên lý công nghệ phun phủ nhiệt. 7

1.3.1. Mục đích và phân loại công nghệ phun phủ nhiệt. 8

1.3.2. Cấu trúc và tính chất của lớp phủ kim loại. 12

1.4. Vật liệu nhôm và lớp phủ nhôm. 14

1.4.1. Sơ lược về vật liệu nhôm. 14

1.4.2. Lớp phủ nhôm. 15

1.5. Vật liệu crôm, niken và lớp phủ hợp kim Ni-20Cr . 16

1.5.1. Sơ lược về crôm (Cr). 16

1.5.2. Sơ lược về niken (Ni). 17

1.5.3. Lớp phủ hợp kim Ni-20Cr . 17

1.6. Lớp phủ kép Ni-20Cr và Al . 19

1.6.1. Xử lý nhiệt lớp phủ kép Al/Ni-20Cr . 23

1.6.2. Tương tác giữa lớp phủ Al với nền thép. 24ii

1.6.3. Tương tác giữa lớp phủ Ni-20Cr với lớp phủ nhôm . 27

CHƯƠNG 2THỰC NGHIỆM31

2.1. Chế tạo mẫu nghiên cứu. 31

2.1.1. Mẫu thép nền. 31

2.1.2. Vật liệu phun. 33

2.1.3. Trang thiết bị phun phủ kim loại. 33

2.2. Nghiên cứu chế độ xử lý bề mặt nền thép. 34

2.2.1. Mẫu thí nghiệm. 34

2.2.2. Các thông số phun nhám. 34

2.2.3. Thiết bị đo độ nhám. 35

2.3. Lựa chọn thông số công nghệ phun phủ tối ưu . 35

2.3.1. Chọn thông số công nghệ phun tối ưu. 35

2.3.2. Phun phủ mẫu thí nghiệm. 36

2.4. Xử lý nhiệt lớp phủ. 36

2.4.1. Mẫu để xử lý nhiệt . . . 36

2.4.2. Chế độ xử lý nhiệt. 37

2.4.3. Thiết bị sử dụng. 38

2.5. Nghiên cứu cấu trúc lớp phủ. 38

2.5.1. Đo độ xốp lớp phủ. 38

2.5.2. Nghiên cứu tổ chức tế vi bằng kính hiển vi quang học 40

2.5.3. Xác định độ cứng lớp phủ. 40

2.6. Nghiên cứu thành phần của lớp phủ . 41

2.6.1. Nghiên cứu thành phần hóa học bằng phương pháp EDS . 41

2.6.2. Phân tích các pha bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen . 41

2.7. Nghiên cứu các tính năng của lớp phủ . . 42

2.7.1. Đánh giá khả năng bám dính của lớp phủ. 42

2.7.2. Đo cường độ mài mòn của lớp phủ. 44

2.7.3. Đánh giá khả năng chống ăn mòn của lớp phủ. 46iii

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52

3.1. Nghiên cứu xác định chế độ xử lý bề mặt trước khi phunphủ.52

3. 2. Nghiên cứu xác định chế độ phun phủ tối ưu. 55

3.2.1. Tối ưu hóa chế độ phun phủ hợp kim Ni-20Cr . 55

3.2.2. Tối ưu hóa chế độ phun phủ Al. 59

3.3. Độ bám dính của lớp phủ nhôm trên nền thép trước khi xử lý ủnhiệt.62

3.4. Tổ chức tế vi và độ cứng tế vi của lớp phủ kép Al/Ni-20Cr trước

khi xử lý ủ nhiệt.64

3.4.1. Tổ chức tế vi trước khi xử lý nhiệt. 64

3.4.2. Độ cứng tế vi trước khi xử lý nhiệt. 65

3.5. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt tới tổ chức tế vi, độ cứng và độ xốp

của hệ lớp phủ kép Al/Ni-20Cr . .66

3.5.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt đến tổ chức tế vi của lớp phủ

kép Al/Ni-20Cr.66

3.5.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý nhiệt đến tổ chức tế vi của lớp phủ

kép Al/Ni-20Cr ở nhiệt độ 550 và 600oC .70

3.5.3. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến hình dạng, kích thước và phân bố rỗ

xốp trong lớp phủ kép Al/Ni-20Cr .75

3.5.4. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ cứng của lớp phủ kép Al/Ni-20Cr.78

3.6. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học bằng phương phápEDS.89

3.7. Kết quả nghiên cứu các pha liên kim bằng phương pháp nhiễuxạ Rơnghen.92

3.8. Nghiên cứu khả năng chống mài mòn của lớp phủ. 96

3.9. Nghiên cứu khả năng chống ăn mòn của lớp phủ . 98

3.9.1. Ảnh chụp bề mặt mẫu theo thời gian. 99iv

3.9.2. Điện thế mạnh hở theo thời gian. 100

3.9.3. Quét đường cong phân cực. 103

3.9.4. Đo phổ tổng trở điện hóa. 105

3.10. Một số ứng dụng điển hình của lớp phủ kép Al/Ni-20Cr. 108

3.10.1. Phân tích kết cấu chi tiết và mức độ hư hỏng cần khắc phục của

quạt hút. 108

3.10.2. Quá trình phun phủ phục hồi bề mặt chi tiết bị ăn mòn. 110

3.10.3. Một số ứng dụng khác của lớp phủ kép Al/Ni-20Cr . 111

KẾT LUẬN. 113

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO