激光熔覆WCCoCrFeNiMn工艺及性能研究的任务书.docx

激光熔覆WCCoCrFeNiMn工艺及性能研究的任务书
一、选题背景
激光熔覆技术作为一种近年来快速发展的表面改性技术，在航空、航天、汽车等诸多领域均得到了广泛的应用。激光熔覆工艺能使材料表面形成一层高硬度、高密度、高耐磨、高耐腐蚀的涂层，从而提高材料的整体性能和使用寿命。WCCoCrFeNiMn合金是一种优良的高温合金，具有高强度、高韧性和高耐腐蚀性等优良性能，被广泛应用于航空、航天等高端领域。本选题旨在研究激光熔覆WCCoCrFeNiMn合金的工艺及其性能，为其在相关领域中的应用提供技术支持。
二、研究内容
1.制备WCCoCrFeNiMn合金涂层的激光熔覆工艺研究：探究激光功率、扫描速度、层厚等工艺参数对合金涂层性能的影响，确定最佳的激光熔覆工艺参数组合，实现涂层的高效制备。
2.研究激光熔覆WCCoCrFeNiMn合金涂层的微观结构和组织：利用SEM、XRD等手段研究涂层的组织结构、相变规律以及内部应力特征等方面的变化规律，并通过出现的缺陷进行相应的处理。
3.研究涂层的力学性能：通过硬度、切削性能、磨损性能、抗腐蚀性等指标对样品进行测试分析，探究涂层的力学性能的变化规律，验证涂层的性能优越性。
4.应用研究：将涂层应用于实际的工程领域，比如航空发动机涡轮叶片表面的涂层等，进行相应的性能测试和应用评估，验证其实际应用价值和应用范围。
三、研究意义
该研究可以为航空、航天、汽车等高端领域的材料使用提供一种新的表面改性方法，并提高该等领域中高温结构材料的机械性能及抗腐蚀性能，为我国高新材料的发展做出贡献。
四、研究方法和技术路线
1.样品制备：选取高纯度的WCCoCrFeNiMn合金作为材料，制备特定尺寸的试样。
2.激光熔覆工艺的建立:根据前期实验，设计并优化激光功率、扫描速度、层厚等工艺参数，建立高效、稳定的激光熔覆工艺。
3.微观结构及组织研究:利用SEM、XRD等手段对熔覆涂层的微观结构和组织进行研究。
4.力学性能测试：采用Vicker硬度、切削性能、磨损性能和抗腐蚀性能等指标测试涂层力学性能。
5.应用研究：将涂层应用于涡轮叶片表面等实际工程中，并对其进行性能测试和应用评估。
五、可行性分析
本课题的WCCoCrFeNiMn合金涂层研究，可以通过实验室内设备进行激光熔覆实验，通过对样品的SEM、XRD及其他力学性能测试手段进行分析，得出相应的研究结论。涂层的应用测试可在实际工程领域中进行，对所得结果进行比较分析。
六、预期研究成果
1.熔覆涂层的优化工艺参数组合。
2.研究WCCoCrFeNiMn合金涂层的微观结构和组织变化规律，探究涂层内部应力特征等变化规律。
3.完成涂层的力学性能测试，探究涂层各项力学性能的变化规律。
4.应用研究涂层对实际工程的性能提升效果，并验证该涂层应用的广泛性及可靠性。
七、研究进度安排
第一年：研究WCCoCrFeNiMn合金涂层的激光熔覆工艺参数，并初步探究其微观结构和组织变化规律。
第二年：完成涂层的力学性能测试，深入研究微观结构和力学性能之间的关系，并设计并优化应用方案。
第三年：将涂层应用于实际情况，对其进行性能测试和应用评估，并总结研究成果，撰写科研论文（至少两篇）。
八、参考文献
1.QuinnT,O'NeillW,etal.ProcessingandmicrostructureoffunctionallygradedWCCoCrcoatingsdepositedbysupersoniclaserdeposition[J].SurfaceandCoatingsTechnology.2015,264(12):5-23.
2.LiX,WangL.EffectofcarbidecontentonmicrostructureandwearresistanceoflasercladdedWCCoCrSicoatings[J].AppliedSurfaceScience,2018,433(10):135-142.
3.SimonelliM,GennaS,etal.LaserdepositionoffunctionallygradedWCCocoatings[J].Surface&CoatingsTechnology.2014,259(29):118-124.
4.BaoM,LinC,etal.Microstructureandmechanicalpropertiesoflaser-claddedWCCoCrcoating[J].JournalofMaterialsEngineering&Performance.2016,25(1):175-182.