QPQ与镀锌复合处理对风电高强度紧固件力学性能和抗腐性能的影响

【摘要】：QPQ技术是近年来发展起来的新的金属表面强化改性技术之一。它完全消除了对环境的污染,起到表面防腐和热处理的双重作用,与常规方法相比更有效地提高了耐磨﹑耐疲劳﹑耐腐蚀,且变形小,大幅节能,已广泛应用在汽车,机车,机械等行业。 本论文采取先QPQ后镀锌的复合处理对35CrMo钢进行表面改性处理。本论文采用的是成熟的镀锌工艺,主要考虑QPQ工艺对渗层组织的影响,运用金相法和断面硬度梯度的方法检测了渗层厚度与质量,探讨了工艺参数对渗层组织的影响,通过盐雾试验探讨了QPQ工艺参数对抗腐蚀性能的影响。由于镀锌对力学性能的影响较小,主要考虑QPQ工艺参数对力学性能的影响。QPQ工艺参数主要有氮化温度﹑氮化时间和氰酸根质量分数。QPQ工艺中温度对力学性能的影响较大,所以设计了500℃﹑550℃﹑580℃﹑630℃四个温度,再根据QPQ工艺参数对渗层组织的影响规律匹配渗氮时间﹑氰酸根的质量分数等其它工艺参数,600℃以上的为深层QPQ,深层QPQ与常规QPQ相比多了一层中间层,中间层组织受冷却方式的影响,故630℃的QPQ工艺又设计了水冷﹑空冷﹑随炉冷三种冷却方式。对以上常规QPQ的3种工艺以及深层QPQ的3种工艺处理的试样进行拉伸试验﹑冲击试验以及拉伸试样断口分析,通过数据分析得出35CrMo钢在500℃处理的抗拉强度﹑屈服强度﹑断面伸长率﹑断面收缩率和冲击功等综合力学性能是所做工艺中较好的。按500℃的这个工艺进行QPQ处理后再镀锌得到复合处理的渗镀层,再通过采用盐雾试验和电化学测试复合处理试样的抗腐蚀性能。 研究结果表明:35CrMo钢在500℃处理的抗拉强度﹑屈服强度﹑断面伸长率﹑断面收缩率和冲击功分别为:990MPa﹑815 MPa﹑15.2%﹑55.13%和146 J.cm~(-2),是所做工艺中较好的。由拉伸试样断口分析可知:化合物层主要为脆性断裂;中间层的断裂类型与冷却后的产物、比例及分布有关;扩散层主要为沿晶断裂;基体为韧性断裂。500℃处理的QPQ抗盐雾时间为18小时;镀锌的抗盐雾时间为72小时;复合处理的试样抗盐雾时间为420小时。复合处理的试样抗盐雾时间远远超过单一的QPQ处理和镀锌。渗镀层在NaCl溶液中的腐蚀电位随溶液中Cl-离子浓度的增加而降低,随温度的升高而降低,这表明渗镀层的耐蚀性能随溶液中氯离子浓度的增加而降低,随温度的升高而降低;渗镀层在酸性NaCl溶液中的腐蚀电位比碱性溶液明显负移,渗镀层在碱性NaCl溶液中的腐蚀电位比中性溶液中有明显负移,说明在中性环境下渗镀层的耐蚀性能最好,在碱性环境下次之,在酸性环境下最差。 【关键词】：QPQ 高强度紧固件 抗腐蚀性能 力学性能
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-27
• 1.1 钢铁的表面处理现状10-11
• 1.1.1 钢铁一般的表面改性技术方法10
• 1.1.2 复合表面技术10-11
• 1.2 QPQ 技术11-17
• 1.2.1 QPQ 技术的工艺过程11-12
• 1.2.2 QPQ 渗层的耐蚀机理12-13
• 1.2.3 QPQ 理论研究方面的进展13-15
• 1.2.4 QPQ 处理产品的抗蚀性15
• 1.2.5 QPQ 技术的应用15-17
• 1.3 电镀基本概念17-19
• 1.3.1 镀锌17-18
• 1.3.2 锌的电沉积原理18
• 1.3.3 工艺流程18
• 1.3.4 镀锌的四种类型18-19
• 1.4 紧固件19-20
• 1.4.1 风电紧固件19
• 1.4.2 风电紧固件表面处理的现状19-20
• 1.5 腐蚀20-25
• 1.5.1 腐蚀20-21
• 1.5.2 腐蚀的分类21-22
• 1.5.3 电化学腐蚀22-24
• 1.5.4 Tafel 曲线24
• 1.5.5 交流阻抗24-25
• 1.6 本研究的内容及意义25-26
• 1.6.1 本研究的内容25-26
• 1.6.2 本研究的意义26
• 1.7 本实验执行的基本路线26-27
• 2 实验方法和条件27-31
• 2.1 实验材料选择27
• 2.1.1 材料选择背景27
• 2.1.2 材料得成分及处理状态27
• 2.1.3 试样的加工27
• 2.2 工艺参数及设备27-29
• 2.2.1 QPQ 工艺参数27-28
• 2.2.2 QPQ 设备28-29
• 2.3 QPQ 与镀锌复合处理工艺设计29
• 2.4 性能的测定29-31
• 2.4.1 结合力的测定29
• 2.4.2 渗层的组织与性能的表征29
• 2.4.3 盐雾腐蚀实验29-30
• 2.4.4 腐蚀电化学性能检测30-31
• 3 QPQ 工艺对渗层组织的影响31-35
• 3.1 QPQ 处理前的清洗对试样渗层组织的影响31
• 3.2 预热对QPQ 处理试样渗层组织的影响31
• 3.3 氮化温度对渗氮层厚度的影响31-32
• 3.4 氮化时间对渗氮层厚度及疏松的影响32-33
• 3.5 CNO-质量分数对渗氮层厚度的影响33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 4 QPQ 工艺参数抗腐蚀性能的影响35-39
• 4.1 盐浴氮化时间对QPQ 处理试样抗蚀性的影响35
• 4.2 盐浴氮化温度对QPQ 处理试样抗蚀性的影响35-36
• 4.3 化合物层的交流阻抗特性36-38
• 4.3.1 氮化温度对化合物层交流阻抗的影响36-37
• 4.3.2 PH 对化合物层EIS 谱的影响37
• 4.3.3 氯离子浓度对化合物层EIS 谱的影响37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 5 QPQ 处理对试样力学性能的影响39-47
• 5.1 QPQ 渗层形貌39-40
• 5.2 QPQ 渗层显微硬度40
• 5.3 拉伸和冲击试验40-41
• 5.4 拉伸试样断口分析41-46
• 5.5 本章小结46-47
• 6 QPQ 与镀锌复合处理对抗腐蚀性能的影响47-52
• 6.1 复合处理的显微组织47
• 6.2 镀锌结合力的测试47-48
• 6.3 QPQ、镀锌及复合处理试样耐蚀性能比较48-49
• 6.4 复合处理的极化曲线49-51
• 6.4.1 氮化温度对复合层极化行为的影响49-50
• 6.4.2 PH 值对复合层极化行为的影响50-51
• 6.4.3 氯离子浓度对复合层极化行为的影响51
• 6.5 本章小结51-52
• 结论52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果58-59
• 致谢59-60

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

表面处理研究10年之进展    望月一雄,王东明,高宏适

耐热不锈钢套气体氮化应用研究    辛士进,董莹

奥氏体不锈钢的低温离子氮碳共渗研究    赵程

QPQ工艺技术在枪械生产中的运用    陈胜;

硫碳氮共渗表面抗蚀性讨论    徐蓉生

高氮奥氏体中的高密度纳米级γ′沉淀的TEM观察    潘健生,邱春城,胡明娟,戎咏华,朱祖昌

高氮奥氏体中温转变产物的超高硬度    卑多慧,胡明娟,朱祖昌,潘健生

QPQ技术的现状和展望    罗德福,李惠友

纯氮气氛活性屏离子渗氮的研究    赵慧丽,赵程,孙定国

QPQ技术高抗蚀机理探讨    罗德福,李远辉,吴少旭

干湿循环混凝土内钢筋腐蚀加速效应机理的研究    李果,刘涛,费金新,饶丹,郭兵兵

建筑装饰中金属材料的腐蚀研究    刘长坤;吴启凤;

Fe_3Si和316不锈钢在工业锌液中的腐蚀机制    王宝军;王文俊;林均品;

HR-2型水基金属清洗剂的研制及应用    俞红,季德霖

As~(3+)浓度对阴极铜稳态极化曲线平衡电位的影响    陈少华,鲁道荣

豆渣中氨基酸类缓蚀剂的制备和缓蚀性能评价    杜海燕;彭小红;张燕芬;高岩;

氮化铝添加量对Cu-AlN复合镀层腐蚀性能的影响    李鹏;黄新民;吴进钱;吴玉程;杨明;秦兴国;

设备外腐蚀机理及防护措施    沈春光,高峻岭

化学镀镍-磷非晶态合金的阳极行为及钝化特性    侯晓梅

电动势法测量离子平均活度系数和标准电极电位    张德生,颜莉莉

苯并三氮唑在锌上的缓蚀行为    王新葵;李宁;张景双;武刚;

钛合金与铝合金及铝合金转化膜的电偶腐蚀研究    吴志勇;李雪源;赵黎宁;杨文茂;

氧电极的催化、阻化作用及其对金属腐蚀的影响    冯绍彬;苏畅;冯丽婷;

黑镍镀层的抗腐蚀性防护    景兴斌;刘金义;张宝根;

阻锈剂在石化结构基础中应用的几个问题    孟庆娟;高建岭;白玉星;

电解金属锰辅助添加剂的研究    杜军;唐敏;刘作华;范兴;陶长元;

印刷对铝基材质量的要求    陈昌云;温庆红;

热喷涂技术在农机曲轴修复中的应用    康瑜;蔡金金;李帅伦;马跃进;

超细晶锆金属腐蚀速率-晶粒尺寸关系研究    张喜燕;石明华;李聪;刘年富;邱绍宇;张强;张鹏程;韦以明;

不同氮分压下多弧离子镀Ti/TiN薄膜结构和性能研究    刘天伟;董闯;武胜;唐凯;江帆;

涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究    王洪芬

改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究    王爱萍

海水中锈层覆盖碳钢的腐蚀电化学行为研究    邹妍

干湿交替环境中有机涂层失效过程的研究    张伟

胶凝材料组成与钢筋混凝土氯离子腐蚀研究    黎鹏平

电镀锌稀土转化膜工艺及机理研究    章江洪

锗在锌电积中的行为及添加剂作用的研究    刘春侠

脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究    徐瑞东

新型节能阳极材料制备技术及电化学性能研究    陈步明

咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究    张启波

稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响    苏志俊

热浸镀铝制备不锈钢容器表面铝化物涂层及其渗氘性能    陈镐

奥氏体不锈钢点蚀行为的研究    徐珊

红壤土壤腐蚀直接、连续监测技术的研究    李新义

电沉积法制备ZnSe薄膜    黄国雅

数控选区电沉积快速成型的成型质量研究    李高飞

金属电化学快速线切割技术研究    陈里龙

高压扭转工艺对生物镁锌钙合金组织及性能的影响    任振伟

CuCrFeNiMn高熵合金的耐蚀性能研究    李冬梅

镁锂合金合金化及其固态复合技术研究    孟祥瑞

超音速火焰喷涂理论与技术的研究进展    王志健,田欣利,胡仲翔,谢风宽

INCONEL718高温合金的发展    董建新

金属基陶瓷涂层的制备和应用及发展    曾爱香,唐绍裘

稀土在化学热处理中的作用机理    王海波

热喷涂系列综述之一:等离子喷涂    何洪泉,王峰,张兰

高科技时代的热喷涂技术    邓世均

不同封闭处理ZrO_2热障涂层抗热震性的研究    易茂中,冉丽萍

髋关节置换用股骨假体材料的研究与应用    陈长春,孙康,吴人洁

柴油机凸轮轴激光强化处理试验研究    张津,徐发仁,徐佑远,梁德沛

提高钻头寿命的有效手段——盐浴复合处理新工艺    李惠友

铀表面纳米铌镀层的结构及其抗腐蚀性能    王庆富;陈林;张鹏程;郎定木;夏云霞;

氮对铁锰合金抗腐蚀性能和减振性能的影响    于学勇;程凤军;潘毅;杨廷贵;

铝—稀土涂层的抗腐蚀性能    

激光表面处理技术在改善材料抗腐蚀性能上的应用    白新德,徐健,范毓殿

文摘与简讯    

增强钛、铬与不锈钢的钝化作用与抗腐蚀性能的表面阴极合金化方法    N.D.TOMASHOV;龙克昌;

锆在化工介质中的抗腐蚀性能及应用    丁长安,王瑾,季朗勤,朱梅生

忌用铝锅装剩菜    

高强压铸铝合金抗腐蚀性能的研究    王玉玮,施廷藻,左文

三元络合碱性电沉积锌镍合金的抗腐蚀性能研究    张秀;王少龙;龙晋明;裴和中;由劲博;

后处理设备用钛合金的抗腐蚀性能    盛钟琦;邱绍宇;遆忠信;

贫铀离子注入碳抗腐蚀性能研究    王茜;蒙大桥;刘柯钊;

二级时效对7150铝合金机械性能和抗腐蚀性能的研究    高珍;陈江华;刘吉梓;

贫铀表面脉冲电镀镍的组织结构与抗腐蚀性能    王庆富;张鹏程;王晓红;郎定木;任大鹏;申亮;张延志;王嘉勇;

铜基超疏水涂层的机械稳定性与抗腐蚀性能研究    范友华;陈洪;李昌珠;陈泽君;

离子注入铌提高铀及铀铌合金的抗腐蚀性能    罗文华;倪然夫;武胜;

无损测定铀材料上镀层的厚度    韦孟伏;鲜晓斌;刘继东;齐红莲;任大鹏;

TRT叶片不同材质及表面处理方法的抗冲刷抗腐蚀性能研究    刘栋梁;严也火;

电化学去污对基体材料抗腐蚀性能的影响    陆春海;郎定木;孙颖;朱晓红;飞跃;谢卫华;刘雪梅;

具有良好的耐高温氧化和抗腐蚀性能的特制渗铝钢    于诚;

航空航天铝合金发展的里程碑(一)    王祝堂

不锈钢为什么生锈了？    本报记者 张欣民

李成谈中国不锈钢行业发展现状    马刚

聚2,3-二甲基苯胺/Al_2O_3复合材料的制备及抗腐蚀性能研究    李王林

镍钛合金表面a-C：F膜的制备与性能研究    訾方涛

多孔Ni-Cr-Al-Fe合金的制备及抗腐蚀性能研究    杨和平

QPQ与镀锌复合处理对风电高强度紧固件力学性能和抗腐性能的影响    饶小松