前言概述：

       机械零件失效的80%以上都与表面性能有关，基于服役条件而通过表面工程技术对零件的表层与基体进行综合设计与制造是提高零件寿命的重要途径。在重型机械装备和低附加的设备（特别是矿山、冶金设备）上制备抗磨损的高效、低成本的钢铁材料表面厚涂层技术仍然是当前的重要课题。为了提高采煤机截齿的力学性能及服役寿命，针对截齿的工况、材质设计了Fe-Cr-C-Ni-B-Si-RE多元铁基材料体系，并对等离子束表面冶金工艺特性进行了深入系统的研究，分析了不同工艺参数对表面冶金涂层组织、性能的影响。在优化工艺参数的条件下，采用同步送粉等离子束表面冶金技术在Q235钢表面制备出质量良好、基本无缺陷、厚度为3mm的铁基合金涂层。并以流体动力学理论为基础，对等离子束表面冶金熔池的运动特性进行了理论分析。并揭示了等离子束表面冶金过程中涂层形成的机理，对等离子束表面冶金熔池的运动特性进行了理论分析。并根据等离子束表面冶金的特点，建立了温度场分析模型，对表面冶金过程温度场进行了有限元模拟，模拟计算的结果与实际试验较吻合。本书是作者近年来科研成果的总结，其研究得到了国家自然基金项目（51464013）、江西省科技厅重点研发计划项目（20151BBE50002）和江西理工大学青年英才支持计划资助。

目录：

1.1应用背景

1.2等离子体特性及其应用

1.2.1等离子发展简史

1.2.2等离子体概念

1.2.3等离子体特性

1.2.4等离子体的分类

1.2.5等离子体的产生

1.3等离子体在材料中的应用

1.3.1等离子弧切割

1.3.2等离子弧焊接

1.3.3等离子弧表面淬火

1.3.4等离子弧喷涂

1.3.5等离子技术在溅射镀膜中的应用

2等离子束表面冶金设备研究

2.1等离子束表面冶金技术的基本原理

2.1.1等离子表面冶金工艺属性

2.1.2等离子表面冶金表面冶金快速凝固特征属性

2.1.3等离子表面冶金表面冶金工艺参数的选择
2.2等离子束表面冶金设备

2.2.1等离子束表面冶金设备中电源的选择

2.2.2等离子矩的研究

2.1.3送粉器的研究

3等离子束表面冶金硬面材料涂层合金设计

3.1等离子束表面冶金硬面材料粉末的研究概况

3.1.3等离子束表面冶金与热喷涂用合金粉末性能的异同

3.1.4铁基合金粉末研究现状

3.1.5等离子束表面冶金涂层缺陷及防止

3.2等离子束表面冶金涂层合金设计

3.2.1采煤机截齿失效分析

3.2.2等离子束表面冶金铁基稀土涂层合金设计

3.2.3等离子束表面冶金铁基稀土涂层合金试验编号

4等离子束表面冶金工艺研究

4.1等离子束表面冶金工艺优化

4.1.1喷嘴直径的确定

4.1.2同步送粉速度、保护气流量的确定

4.1.3等离子束功率确定

4.1.4扫描速度的确定

4.1.5工艺参数的确定

4.2搭接对表面冶金涂层的影响

4.2.1搭接率对表面成型的影响

4.2.2搭接对涂层组织性能的影响

5等离子束表面冶金机理研究

5.1等离子束表面冶金中熔体对流运动及影响因素

5.1.1等离子束表面冶金熔池流动特征

5.1.2等离子束表面冶金熔池表面特征

5.1.3表面冶金涂层内合金元素的分布

5.2等离子束表面冶金温度场模型的研究
5.2.1热源模型的选择

5.2.2熔池形态的数学描述

5.2.3材料物理性能参数

5.2.4ANSYS有限元模型的建立

5.2.5计算结果与分析

5.3合金粉末与等离子束、基体的相互作用

5.3.1合金粉末与等离子相互作用

5.3.2合金粉末与基体相互作用

6等离子束表面冶金铁基涂层形貌及其组织特征

6.1等离子束表面冶金铁基涂层形貌

6.2等离子束表面冶金铁基涂层凝固过程分析

6.2.1动态凝固过程分析

6.2.2涂层结晶过程分析

6.3FeCrCNiBSi等离子束表面冶金涂层组织特征

6.3.1FeCrCNiBSi等离子束表面冶金涂层形貌
6.3.2界面组织特征

6.3.3FeCrCNiBSi表面冶金涂层稀释率

6.3.4FeCrCNiBSi表面冶金涂层的微观组织

6.3.5FeCrCNiBSi表面冶金涂层TEM研究

7等离子束表面冶金铁基稀土涂层组织特征

7.1稀土在等离子束表面冶金中热力学研究

7.1.1稀土氧化物被[Si]、[C]还原的可能性验证

7.1.2稀土氧化物脱氧、脱硫行为的热力学分析

7.2等离子束表面冶金铁基稀土涂层组织形貌

7.2.1涂层宏观形貌

7.2.2涂层显微组织

7.2.3涂层物相分析与元素分布

7.3稀土机理分析

7.3.1稀土对表面冶金涂层的细化作用

7.3.2稀土对夹杂物的净化作用

7.3.3稀土抑制裂纹的作用

8等离子束表面冶金铁基涂层性能及应用研究

8.1等离子束铁基表面冶金铁基涂层硬度测试

8.2等离子束表面冶金铁基涂层抗腐蚀性能测试

8.3等离子束表面冶金铁基涂层磨损性能测试

8.3.1载荷对涂层室温耐磨性能的影响

8.3.2磨损时间对涂层室温耐磨性能的影响

8.3.3磨损形貌

8.3.4耐磨机理分析

8.4等离子束表面冶金技术在采煤机截齿上的应用研究

8.4.1截齿等离子束表面冶金处理

8.4.2截齿金相组织分析
8.4.3截齿整体性能的改进

8.4.4煤矿井下工作试验

内容介绍：

      本书对等离子束表面冶金工艺特性进行了深入系统的研究，分析了不同工艺参数对表面冶金涂层组织、性能的影响。以流体动力学理论为基础，对等离子束表面冶金熔池的运动特性进行了理论分析。揭示了等离子束表面冶金过程中涂层形成的机理，对等离子束表面冶金熔池的运动特性进行了理论分析。根据等离子束表面冶金的特点，建立了温度场分析模型，对表面冶金过程温度场进行了有限元模拟。本书针对截齿的工况、材质设计了多元铁基材料体系，并对等离子束表面冶金工艺特性进行了深入系统的研究，分析了不同工艺参数对表面冶金涂层组织、性能的影响。在优化工艺参数的条件下，采用同步送粉等离子束表面冶金技术在Q235钢表面制备出质量良好、基本无缺陷、厚度为3mm的铁基合金涂层，由于颗粒强化、细晶强化和弥散强化等多种强化作用，涂层具有良好的耐磨性能。并以流体动力学理论为基础，建立了温度场分析模型和合金粉末穿越等离子束的模型。另外，对等离子束表面冶金熔池的运动特性进行了理论分析，揭示了等离子束表面冶金过程中涂层形成的机理。本书适合从事材料表面处理、腐蚀与防护等领域的科研、技术人员参考和使用。

作者简介：

陈颢，男，汉族，1978年3月生，博士，教授，2007年于北京科技大学获博士学位，钨资源高效开发与利用技术教育部工程研究中心首个博士后，美国罗斯大学机械与航空系访问学者。先后被评为江西省青年科学家（井冈之星）培养对象、江西省“新世纪百千万人才工程”人选、江西省高等学校中青年学科带头人、江西省远航工程人选，获赣州市青年科技奖（2011年）及第一届全国有色金属优秀青年科技者奖（2014年）。围绕赣南特色钨资源，在钨基材料制备等领域开展研究工作。先后主持国家级、省部级及横向项目30余项。发表学术论文40余篇。申请专利7项，合著《硬质合金》专著（受国家出版基金资助，入选有色金属理论与技术前沿丛书，出版时间2012，中南大学出版社）一部。