鈦合金以其明顯的性能優(yōu)勢而被廣泛應用于海工裝備,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在Ti6Al4V表面進行氮化并構筑TiSiCN(Ag)涂層,得到了一種綜合性能優(yōu)異的氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復合涂層。系統(tǒng)研究了涂層的組成結構、力學性能和磨蝕性能。主要研究結果如下:(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散層,表面形成了鈦的氮化物相(δ-TiN、ε-Ti₂N)。表面硬度可達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作用。在人工海水中其優(yōu)異的磨蝕性能歸因于磨損機制的改變(滑動變滾動)、石墨化的產(chǎn)生以及涂層的高硬度值。腐蝕導致的總磨損量的增加決定了協(xié)同作用的總程度。(3)TiSiCN(Ag)涂層具有獨特的多拱形層狀結構,其具有最大硬度(37.8GPa)、良...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鈦合金的應用前景
    1.3 滲氮技術
    1.4 物理氣相沉積技術
    1.5 論文主要研究內容
2 實驗材料及表征測試方法
    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 劃痕測試儀
        2.2.6 摩擦磨損試驗機
        2.2.7 磨蝕性能測試平臺
        2.2.8 其他表征方法
3 氮化/TiSiCN雙處理復合涂層的結構與性能研究
    3.1 引言
    3.2 鈦合金表面氮化層的結構及摩擦腐蝕性能
        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涂層的結構及性能
        3.3.1 結構與物相組成
        3.3.2 機械性能測試
        3.3.3 空氣中的摩擦學性能
        3.3.4 人工海水中的磨蝕行為
    3.4 本章小結
4 氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復合涂層的結構與性能研究
    4.1 引言
    4.2 TiSiCN(Ag)涂層的結構設計與性能分析
        4.2.1 涂層結構設計
        4.2.2 結構與組成
        4.2.3 機械性能
        4.2.4 空氣中的摩擦學性能
        4.2.5 磨蝕性能
    4.3 氮化/TiSiCN(Ag)雙處理復合涂層的結構與性能
        4.3.1 結構與物相組成
        4.3.2 硬度分析
        4.3.3 磨蝕性能
    4.4 本章小結
5 工作總結與展望
    5.1 工作總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及研究成果匯總
致謝



本文編號：3854547