结晶器纳米硬质强化Ni基镀层合金成分性能数据集

连铸结晶器在服役时受到的钢坯摩擦、钢液腐蚀会造成质量损失，大大减少了结晶器的使用寿命。为延长其使用寿命，降低工业成本，需在Cu合金表面沉积一层保护层。电镀Ni-Co镀层具备优异的耐磨性、耐蚀性等，且与Cu合金基体热膨胀系数相似。电镀是一种在电解池中利用氧化还原反应，在阴极表面形成均匀致密镀层的技术。该技术具有工艺成本低、无基体形状限制、产率高等优点，被广泛应用于工业生产、电子器件等领域。在结晶器表面制备Ni-Co合金电镀层，可以提升表面强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，从而延长结晶器使用寿命，具有重要的工程应用意义。
电镀Ni-20Co具有很高的强度，其强化机理来源于纳米晶粒和亚微米双尺度结构中的大量位错缠结和孪晶结构。温度升高会造成晶粒长大和强度下降，但温度低于300℃影响不大。Al2O3具有增硬效果，但会降低强度。对比电镀和熔炼、粉末冶金NiCo合金的组织与性能，探明电镀层的双尺度晶粒结构、位错晶界发射机制，以及纳米孪晶等的强化行为；纳米陶瓷颗粒进一步提高镀层硬度。通过纳米颗粒分散处理，提升镀层质量，镀层性能为：Rm≥927MPa,硬度≥608 HV; λ≥ 81.96 W/m•K; 室温摩擦系数≤0.208。