【摘要】：TC11鈦合金屬于α+β鈦合金,因高溫強(qiáng)度性能優(yōu)越,廣泛應(yīng)用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤、葉片、環(huán)形件、鼓筒和緊固件等零件。對(duì)TC11鈦合金進(jìn)行表面滲硼處理可有效增加其表面耐磨性能,提高該鈦合金構(gòu)件在磨損工況條件下的使用壽命。采用熔鹽法,在TC11鈦合金表面進(jìn)行滲硼實(shí)驗(yàn)。以Cl~-為活化劑時(shí),滲硼層較薄,鋸齒狀組織稀疏粗大,且彎曲不規(guī)則,而以CO_3~(2-)為活化劑時(shí),滲硼層較厚,鋸齒狀組織尖銳,細(xì)長密集,熔鹽法滲硼活化劑應(yīng)以CO_3~(2-)為宜。以CO_3~(2-)為活化劑,并通過正交實(shí)驗(yàn)法,優(yōu)化出熔鹽法滲硼滲劑應(yīng)以6%K_2CO_3+10%Al+84%Na_2B_4O_7為宜。以優(yōu)化出的滲硼劑進(jìn)行了TC11鈦合金表面的單滲B、Ni-B、及Ni-Mo-B復(fù)合實(shí)驗(yàn),研究了滲硼工藝(溫度、時(shí)間)對(duì)滲硼組織的影響。結(jié)果表明,在950℃以下時(shí),合金表面不能形成明顯的滲硼層組織。在高于950℃時(shí),滲硼層厚度隨滲硼溫度升高和保溫時(shí)間延長而增加。TC11鈦合金表面電沉積Ni、Ni-Mo后,再經(jīng)1000℃×4h擴(kuò)散熱處理,Ni擴(kuò)散層可達(dá)16.39μm,Ni-Mo擴(kuò)散層可達(dá)13.53μm。與單滲硼相比,以Ni擴(kuò)散層和Ni-Mo擴(kuò)散層合金進(jìn)行的Ni-B及Ni-Mo-B復(fù)合滲層厚度明顯增加,在滲硼溫度為1050℃保溫時(shí)間為15h時(shí),單滲硼致密層厚度可達(dá)8.50μm,Ni-B層可達(dá)24.00μm,Ni-Mo-B可達(dá)28.66μm。Ni、Mo元素對(duì)滲硼具有助滲作用,且Ni-Mo復(fù)合助滲比單一Ni助滲效果更好。單滲B,Ni-B及Ni-Mo-B復(fù)合滲層的物相分析表明,單滲硼組織由外側(cè)致密層TiB_2和內(nèi)側(cè)鋸齒狀TiB組成;Ni-B復(fù)合滲層由TiB_2和硬度、脆性低的Ti_3Ni_4金屬間化合物組成;Ni-Mo-B復(fù)合滲層由TiB_2、Ni_3B及TiMoB_4相組成。Ni合金元素減弱B原子在Ti(010)晶向上擇優(yōu)擴(kuò)散能力,是Ni-B和Ni-Mo-B復(fù)合滲層不能形成鋸齒狀TiB組織的主要原因。單滲B、Ni-B及Ni-Mo-B復(fù)合滲層顯微硬度分析表明,Ni元素降低了滲硼層顯微硬度,提高滲硼層韌性。與單滲硼層(1400HV)相比,Ni-B復(fù)合滲層(1004HV)和Ni-Mo-B復(fù)合滲層(1169HV)的顯微硬度以及從滲層表面至基體的硬度梯度明顯降低。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG156.87;V263

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本文編號(hào)：2675928