鈦合金表面B-Al共滲關鍵技術及組織性能研究
發(fā)布時間:2021-04-13 17:31
鈦合金在航天航空、軍工等領域具有重大的使用背景。但鈦合金較低的耐高溫性能和耐磨性嚴重限制了其發(fā)展。本文以固體粉末法在鈦合金表面成功制備B-Al共滲層,并對其組織結構及性能進行了探究分析,突破鈦合金材料單一滲B層抗高溫氧化、抗熱腐蝕性能不足的缺陷。所開展的研究工作及取得成果如下:采用正交法和單因素法對工藝參數(shù)和滲劑配方進行優(yōu)化,以滲層厚度和表面硬度作為評價指標得到硼鋁共滲的較優(yōu)組合為(各成分含量為重量百分比):共滲溫度950℃、共滲時間20h,滲劑組成為20%Al、20%B4C,5%NH4Cl、55%SiC。以硼鋁共滲為基礎,最后確定滲硼的滲劑配方和工藝參數(shù)為:滲硼溫度950℃、滲硼時間20h,滲劑組成為20%B4C、5%NH4Cl、75%SiC。研究了優(yōu)化后的滲B層和B-Al共滲層的組織形貌及力學性能,研究表明:兩種滲層表面都致密無孔洞,滲B層主要由TiB2、TiB、Ti組成,滲層厚度大約為51.3μm,滲層下有擴散形成的硼針,與基體結合較差,結合力為58N。B-Al共滲層表面...
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
工藝流程圖
硼鋁共滲處理后樣品需要通過截面來觀測滲層厚面在電子顯微鏡下無法拍攝出清晰的圖像,所以本層截面形貌進行拍攝。拍攝準備和步驟為:先用鑲細各個規(guī)格的砂紙進行粗磨和精磨,然后拋光、滲層截面,測量滲硼層和硼鋁共滲層厚度并判別。量厚度過程中造成的誤差,本次實驗中滲硼層和硼個點分別測量其滲層表面到基體的距離,然后求五滲層的厚度。滲硼層中有很多嵌入基體條狀硼鈦的擴散區(qū)域,所以在測量滲硼層時并不將這些擴散層厚度中。滲層的具體計算公式如下: = ( 1+ 2+ 3+ 4+ 5)/5 層厚度,z1、z2、z3、z4、z5分別為所選點處的滲
圖 2.3 HV-1000 型維氏顯微硬度計Fig.2.3 Microhardness tester of HV-1000共滲層的物相分析 X 射線衍射儀(如圖 2.4 所示)對樣品物相進行測試樣品進行 X 射線衍射,衍射后生成的原子后根據(jù)衍射譜分析材料的物相組成和分子、原式:2 = 數(shù)意義為:λ 為設備發(fā)射的 X 射線的波長,θ設定夾角,n 為可以選擇任意的自然數(shù)物相晶體對應不同的衍射數(shù)據(jù),存在對應的關分析軟件中與數(shù)據(jù)庫中各個物相衍射記錄的標
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬材料熱處理工藝與技術展望的探討[J]. 鐘凱. 農村經濟與科技. 2017(20)
[2]TA19鈦合金氧化行為研究[J]. 宋有朋,梁文萍,繆強,崔世宇,黃彪子,張毅. 熱處理. 2017(02)
[3]鈦及鈦合金的性質及表面處理技術探討[J]. 狄玉麗. 科技創(chuàng)新與應用. 2014(23)
[4]TC4鈦合金固體滲硼催滲劑的研究[J]. 宋振華,戈曉嵐,許曉靜,劉云輝,陶俊,吳桂蘭. 稀有金屬. 2014(04)
[5]熱等靜壓處理對K4169高溫合金顯微形貌及性能的影響[J]. 何樹先,王俊,孫寶德. 鑄造技術. 2013(12)
[6]新型鎳基高溫合金GH4700熱變形行為及組織演變研究[J]. 李莎,苗華軍,金憲哲,郝文慧. 鑄造技術. 2013(08)
[7]航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 唐見茂. 航天器環(huán)境工程. 2013(02)
[8]鈦合金在航天飛行器上的應用和發(fā)展[J]. 張緒虎,單群,陳永來,杜志惠. 中國材料進展. 2011(06)
[9]鈦及鈦合金在汽車上的應用[J]. 李中. 中國有色金屬學報. 2010(S1)
[10]航空用高強度BT22鈦合金的研發(fā)和應用[J]. 趙紅霞,虞文軍. 航空制造技術. 2010(01)
碩士論文
[1]鈦合金抗高溫氧化涂層的制備及性能研究[D]. 楊文瀑.廣東工業(yè)大學 2016
[2]FeB+KBF4滲硼工藝及滲硼層高溫環(huán)境下腐蝕行為研究[D]. 杜萬學.中國礦業(yè)大學 2015
[3]TC4鈦合金低溫固體粉末滲硼的研究[D]. 雷麗.東北大學 2011
[4]兩種新型鈦合金氧化膜的表面分析[D]. 鮑軍委.四川大學 2005
[5]45鋼硼-稀土(鉻)共滲工藝與組織性能的研究[D]. 楊志兵.中南大學 2004
本文編號:3135719
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
工藝流程圖
硼鋁共滲處理后樣品需要通過截面來觀測滲層厚面在電子顯微鏡下無法拍攝出清晰的圖像,所以本層截面形貌進行拍攝。拍攝準備和步驟為:先用鑲細各個規(guī)格的砂紙進行粗磨和精磨,然后拋光、滲層截面,測量滲硼層和硼鋁共滲層厚度并判別。量厚度過程中造成的誤差,本次實驗中滲硼層和硼個點分別測量其滲層表面到基體的距離,然后求五滲層的厚度。滲硼層中有很多嵌入基體條狀硼鈦的擴散區(qū)域,所以在測量滲硼層時并不將這些擴散層厚度中。滲層的具體計算公式如下: = ( 1+ 2+ 3+ 4+ 5)/5 層厚度,z1、z2、z3、z4、z5分別為所選點處的滲
圖 2.3 HV-1000 型維氏顯微硬度計Fig.2.3 Microhardness tester of HV-1000共滲層的物相分析 X 射線衍射儀(如圖 2.4 所示)對樣品物相進行測試樣品進行 X 射線衍射,衍射后生成的原子后根據(jù)衍射譜分析材料的物相組成和分子、原式:2 = 數(shù)意義為:λ 為設備發(fā)射的 X 射線的波長,θ設定夾角,n 為可以選擇任意的自然數(shù)物相晶體對應不同的衍射數(shù)據(jù),存在對應的關分析軟件中與數(shù)據(jù)庫中各個物相衍射記錄的標
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬材料熱處理工藝與技術展望的探討[J]. 鐘凱. 農村經濟與科技. 2017(20)
[2]TA19鈦合金氧化行為研究[J]. 宋有朋,梁文萍,繆強,崔世宇,黃彪子,張毅. 熱處理. 2017(02)
[3]鈦及鈦合金的性質及表面處理技術探討[J]. 狄玉麗. 科技創(chuàng)新與應用. 2014(23)
[4]TC4鈦合金固體滲硼催滲劑的研究[J]. 宋振華,戈曉嵐,許曉靜,劉云輝,陶俊,吳桂蘭. 稀有金屬. 2014(04)
[5]熱等靜壓處理對K4169高溫合金顯微形貌及性能的影響[J]. 何樹先,王俊,孫寶德. 鑄造技術. 2013(12)
[6]新型鎳基高溫合金GH4700熱變形行為及組織演變研究[J]. 李莎,苗華軍,金憲哲,郝文慧. 鑄造技術. 2013(08)
[7]航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 唐見茂. 航天器環(huán)境工程. 2013(02)
[8]鈦合金在航天飛行器上的應用和發(fā)展[J]. 張緒虎,單群,陳永來,杜志惠. 中國材料進展. 2011(06)
[9]鈦及鈦合金在汽車上的應用[J]. 李中. 中國有色金屬學報. 2010(S1)
[10]航空用高強度BT22鈦合金的研發(fā)和應用[J]. 趙紅霞,虞文軍. 航空制造技術. 2010(01)
碩士論文
[1]鈦合金抗高溫氧化涂層的制備及性能研究[D]. 楊文瀑.廣東工業(yè)大學 2016
[2]FeB+KBF4滲硼工藝及滲硼層高溫環(huán)境下腐蝕行為研究[D]. 杜萬學.中國礦業(yè)大學 2015
[3]TC4鈦合金低溫固體粉末滲硼的研究[D]. 雷麗.東北大學 2011
[4]兩種新型鈦合金氧化膜的表面分析[D]. 鮑軍委.四川大學 2005
[5]45鋼硼-稀土(鉻)共滲工藝與組織性能的研究[D]. 楊志兵.中南大學 2004
本文編號:3135719
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