鈦合金以其明顯的性能優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于海工裝備,但南海極端的服役環(huán)境迫使人們提高其綜合性能。本文采用高溫氣體滲氮和多弧離子鍍技術(shù)在Ti6Al4V表面進(jìn)行氮化并構(gòu)筑TiSiCN(Ag)涂層,得到了一種綜合性能優(yōu)異的氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復(fù)合涂層。系統(tǒng)研究了涂層的組成結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和磨蝕性能。主要研究結(jié)果如下:(1)氣體滲氮后鈦合金表面氮化層存在表面氮化物層和次表面氮的擴(kuò)散層,表面形成了鈦的氮化物相(δ-TiN、ε-Ti₂N)。表面硬度可達(dá)25 GPa,摩擦系數(shù)(0.2966)和磨損率(4.732×10^-5 mm³/N·m)相比合金本身都有明顯的改善。(2)氮化/TiSiCN雙處理復(fù)合涂層具有最大硬度值(33 GPa)和高的承載能力(88 N),兩種表面改性起到了良好的相互促進(jìn)作用。在人工海水中其優(yōu)異的磨蝕性能歸因于磨損機(jī)制的改變(滑動(dòng)變滾動(dòng))、石墨化的產(chǎn)生以及涂層的高硬度值。腐蝕導(dǎo)致的總磨損量的增加決定了協(xié)同作用的總程度。(3)TiSiCN(Ag)涂層具有獨(dú)特的多拱形層狀結(jié)構(gòu),其具有最大硬度(37.8GPa)、良...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鈦合金的應(yīng)用前景
    1.3 滲氮技術(shù)
    1.4 物理氣相沉積技術(shù)
    1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料及表征測(cè)試方法
    2.1 兩種表面改性處理工藝
        2.1.1 氣體滲氮工藝
        2.1.2 物理氣相沉積工藝
    2.2 材料的表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 X-射線衍射儀
        2.2.3 X-射線光電子能譜儀
        2.2.4 納米壓痕儀
        2.2.5 劃痕測(cè)試儀
        2.2.6 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)
        2.2.7 磨蝕性能測(cè)試平臺(tái)
        2.2.8 其他表征方法
3 氮化/TiSiCN雙處理復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)與性能研究
    3.1 引言
    3.2 鈦合金表面氮化層的結(jié)構(gòu)及摩擦腐蝕性能
        3.2.1 氮化層的形貌及物相分析
        3.2.2 硬度分析
        3.2.3 摩擦磨損性能分析
        3.2.4 腐蝕性能分析
    3.3 氮化/TiSiCN涂層的結(jié)構(gòu)及性能
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與物相組成
        3.3.2 機(jī)械性能測(cè)試
        3.3.3 空氣中的摩擦學(xué)性能
        3.3.4 人工海水中的磨蝕行為
    3.4 本章小結(jié)
4 氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)與性能研究
    4.1 引言
    4.2 TiSiCN(Ag)涂層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析
        4.2.1 涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 結(jié)構(gòu)與組成
        4.2.3 機(jī)械性能
        4.2.4 空氣中的摩擦學(xué)性能
        4.2.5 磨蝕性能
    4.3 氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)與性能
        4.3.1 結(jié)構(gòu)與物相組成
        4.3.2 硬度分析
        4.3.3 磨蝕性能
    4.4 本章小結(jié)
5 工作總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及研究成果匯總
致謝



本文編號(hào)：3854547