本課題采用強流脈沖電子束（HCPEB）設(shè)備分別輻照預(yù)涂覆Cr或Mo金屬粉末的TC4鈦合金材料表面,使其實現(xiàn)材料表面合金化,Cr-TC4體系和Mo-TC4體系的輻照次數(shù)是電子束實驗中的實驗變量,實驗均在10次、20次和30次輻照下進行。電子束實驗結(jié)束后,使用X射線衍射（XRD）、光鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、3D激光掃描系統(tǒng)（3D LSM）和透射電鏡（TEM）詳細(xì)且系統(tǒng)的表征輻照合金化處理樣品表面的相組成、微觀形貌和結(jié)構(gòu)和粗糙度,并分析輻照合金化前后以及不同輻照次數(shù)下的變化。之后采用顯微硬度計、摩擦磨損試驗機以及電化學(xué)工作站分別測試了輻照合金化前后樣品表面的顯微硬度值、摩擦系數(shù)及磨損率、自腐蝕電位及自腐蝕電流密度,并根據(jù)成分組成和微觀結(jié)構(gòu)分析材料表面性能變化的機理。電子束合金化后,兩個體系（Cr-TC4體系和Mo-TC4體系）的XRD圖譜分析結(jié)果表明表面由初始的α+β雙相轉(zhuǎn)變?yōu)棣痢?β相結(jié)構(gòu),且均有新相生成,Cr-TC4體系生成了Cr₂Ti Laves相,Mo-TC4體系生成了Al₅Mo金屬間化合物。OM和SEM的表征結(jié)果顯示,電子束轟擊后... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

α-Ti和β-Ti的晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 機械球磨 5h 后純鈦表面的 Ti-Cu 合金層[36]Fig.1.2 Ti-Cu alloy layer on the surface of pure titanium after mechanical ball milling for 5 h.1.3.2 離子束注入技術(shù)離子注入是在真空條件下，利用高能離子束(能量為 100 keV 量級)轟擊基體材料表面，離子束與工件中的原子發(fā)生一系列物理或化學(xué)反應(yīng)，改變了材料表面的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，進而改善材料表面性能的一種表面處理工藝。與其他處理方法相比，離子束注入技術(shù)具有以下特征：(1) 結(jié)合良好，注入層與基材之間沒有明顯的界面；(2) 注入元素在表面層中的分布均勻；(3) 注入過程可選溫度范圍廣泛，低溫、中溫和高溫條件下均可進行處理。王斐杰[38]向 TC4 鈦合金表面注入高能、不同劑量的氮離子，發(fā)現(xiàn)注入后材料表層的組織發(fā)生變化，形成了大量位錯和孿晶等缺陷，并且生成了 TiN、Ti2AlN等化合物，注入層的硬度和抗磨損性能提高，表層得到強化。冷崇燕[39]通過 Ag 離

圖 1.3 Ta+Ag 離子注入 TC4 鈦合金表面改性層層狀結(jié)構(gòu)模型[39] Layered structure model of surface modified layer of Ti6Al4V alloy implanted b光表面合金化技術(shù)表面合金化技術(shù)(Laser Surface Alloying, LSA)是指利用高能密度料表面，加熱熔化基體材料表層和合金化元素，熔池的沖擊攪拌混合入基體形成新的表面合金層[40-41]。LSA 處理過程中，材料表金和化學(xué)變化，同時能夠在金屬表層中生成傳統(tǒng)冶煉技術(shù)難以獲某些化合物。春[42]采用 Al+Pb 混合粉末對 TC4 鈦合金進行 LSA 處理，在基體Al3、TiAl 和少量 Al 為主的合金層，顯著提高了 TC4 鈦合金的高溫性能。劉新弟[43]利用 LSA 技術(shù)將 WC 顆粒與 TA15 鈦合金粉末合金表面，制得了以初生及共晶 TiC/(TiW)C 為主的表面合

【參考文獻】：
期刊論文
[1]國內(nèi)外鈦合金在海洋工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 于宇,李嘉琪.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2018(03)
[2]強流脈沖電子束作用下鋁鎢合金的表面合金化[J]. 關(guān)慶豐,張遠望,孫瀟,張超仁,呂鵬,張從林.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(04)
[3]鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述及我國的機遇、挑戰(zhàn)與對策[J]. 王本力.  新材料產(chǎn)業(yè). 2017(03)
[4]鈦及鈦合金材料經(jīng)濟性及低成本方法論述[J]. 李獻民,劉立,董潔,趙普.  中國材料進展. 2015(05)
[5]航空用鈦合金研究進展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文靜.  中國有色金屬學(xué)報. 2015(02)
[6]強流脈沖電子束作用下金屬鋯的微觀結(jié)構(gòu)與應(yīng)力狀態(tài)[J]. 蔡杰,季樂,楊盛志,張在強,劉世超,李艷,王曉彤,關(guān)慶豐.  物理學(xué)報. 2013(15)
[7]激光表面合金化技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 榮烈潤.  金屬加工(熱加工). 2012(S2)
[8]強流脈沖電子束作用下純銅的微觀結(jié)構(gòu)與腐蝕性能[J]. 關(guān)慶豐,鄒陽,張在強,關(guān)錦彤,蘇景新,王志平.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2013(04)
[9]鈦合金加工機床[J]. 張曙,張炳生,譚為民.  制造技術(shù)與機床. 2012(10)
[10]表面工程的發(fā)展及思考[J]. 涂銘旌,歐忠文.  中國表面工程. 2012(05)

博士論文
[1]DD3單晶高溫合金強流脈沖電子束表面改性研究[D]. 鄒慧.天津大學(xué) 2011
[2]Ta和Ag離子注入Ti6A14V合金表面改性研究[D]. 冷崇燕.昆明理工大學(xué) 2008
[3]強流脈沖電子束材料表面改性基礎(chǔ)研究：在金屬及金屬間化合物上的應(yīng)用[D]. 鄒建新.大連理工大學(xué) 2007
[4]強流脈沖電子束作用下金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)[D]. 關(guān)慶豐.吉林大學(xué) 2005
[5]模具鋼電子束表面改性及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 吳愛民.大連理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]強流脈沖電子束作用下Zr-702和Zr-4合金的微觀結(jié)構(gòu)及性能[D]. 楊珅.江蘇大學(xué) 2016
[2]強流脈沖電子束表面合金化的數(shù)值模擬[D]. 李光芝.大連理工大學(xué) 2015
[3]純鈦及鈦合金的強流脈沖電子束表面改性研究[D]. 蔡陽.上海工程技術(shù)大學(xué) 2015
[4]強流脈沖電子束放電特性與GCr15鋼表面合金化輻照工藝研究[D]. 謝迪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]TC4合金表面等離子滲Zr及Zr-N復(fù)合滲層制備及性能研究[D]. 陳凱.太原理工大學(xué) 2014
[6]強流脈沖電子束40CrNiMo7鋼表面改性實驗研究[D]. 韓丹.大連理工大學(xué) 2013
[7]鈦合金TC11等離子表面滲Mo的摩擦磨損性能[D]. 郭凱.南京航空航天大學(xué) 2012
[8]鈦合金表面等離子碳氮化工藝及性能研究[D]. 吳宏亮.南京航空航天大學(xué) 2012
[9]機械合金化法制備Ti-Al、Ti-Al-Cr非晶復(fù)合涂層及其晶化研究[D]. 胡永志.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]TC4合金等離子滲Mo與Mo-Cr共滲的腐蝕及高溫氧化性能研究[D]. 任蓓蕾.南京航空航天大學(xué) 2011



本文編號：3286551