NiCrBSi熔覆层研究的开题报告

抽油泵柱塞表面激光合成TiC/NiCrBSi熔覆层研究
的开题报告
一、研究背景和意义
随着石油工业的发展，抽油泵作为石油开采中最主要的机械设备之一，已成为保障石油生产的关键性装备。

抽油泵的柱塞在油井中进行着
长时间、高频率的工作，因此其耐磨性和耐腐蚀性是其重要的性能指标
之一。

现有的柱塞材料多为高硬度、高耐磨的合金材料，但是这些材料
的耐腐蚀性不佳，容易在酸性、高温、高压等恶劣环境中发生腐蚀、疲
劳等现象，从而导致抽油泵的故障和损坏。

因此，寻求一种既具有高硬度、高耐磨性，又能保持较好的耐腐蚀性的柱塞材料是目前研究的热点。

目前，熔覆技术是一种性能优越、工艺简单、适用范围广的表面改
性方法，被广泛应用于抽油泵柱塞的材料改性领域。

针对柱塞材料的特
定要求，一种新的熔覆材料——TiC/NiCrBSi已经被研究出来。

其中，钛
碳化物（TiC）作为一种具有极高硬度和高熔点的化合物，能够有效增加
柱塞的硬度和耐磨性；而镍基合金则具有较好的耐腐蚀性和抗疲劳性。

因此，将TiC和NiCrBSi熔覆在柱塞表面，能够有效提升柱塞的综合性能。

二、研究内容和方法
本研究的主要任务是制备TiC/NiCrBSi材料的熔覆层，并对其组织结构、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能进行测试和分析。

具体研究内容如下：
1. 制备TiC/NiCrBSi材料的熔覆层。

采用激光合成技术，在柱塞表面上熔覆TiC和NiCrBSi材料，制备TiC/NiCrBSi复合熔覆层，并对其工艺
参数进行优化。

2. 分析熔覆层的组织结构。

采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察
并分析熔覆层的组织结构，了解其晶粒尺寸分布、相变、相组成等性质。

3. 测试熔覆层的硬度和耐磨性。

采用显微硬度计和万能材料试验机对熔覆层的硬度和耐磨性进行测试和分析。

4. 测试熔覆层的耐腐蚀性。

利用盐雾雾度试验仪测试熔覆层在酸性和碱性环境下的耐腐蚀性能，并对其腐蚀机理进行分析。

三、研究进度安排
本研究计划分为以下几个阶段进行：
1. 文献调研和理论学习。

对抽油泵柱塞的材料特性、加工工艺和熔覆技术原理等进行深入了解和分析，为后续实验做好准备。

2. 制备TiC/NiCrBSi复合熔覆层。

根据前期文献分析和实验设计，选择适当的激光参数和熔覆材料，制备出理想的TiC/NiCrBSi复合熔覆层。

3. 分析熔覆层的组织结构和性能。

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、万能材料试验机和盐雾雾度试验仪等仪器，对制备的熔覆层进行组织结构和性能测试和分析。

4. 研究熔覆层在抽油泵柱塞中的应用情况。

将制备好的TiC/NiCrBSi 复合熔覆层应用到柱塞表面，进行长时间的耐磨性和耐腐蚀性测试。

四、预期成果和意义
本研究的预期成果是制备出高性能的TiC/NiCrBSi复合熔覆层，并对其组织结构、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能进行全面测试和分析，为抽油泵柱塞材料的材料改性提供一种新的思路和方法。

本研究为抽油泵柱塞的材料升级换代提供理论基础和技术支撑，具有较高的实用性和推广价值。

通过本研究的开展，能够大幅提升国内柱塞材料研发的水平，为我国石油工业的发展做出一定的贡献。