發(fā)布時(shí)間：2021-08-11 20:02

　　鈦合金由于其比強(qiáng)度高、耐蝕性好等突出優(yōu)點(diǎn),在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。但是鈦合金硬度低、易粘著磨損的問(wèn)題制約了鈦合金作為傳動(dòng)件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)碳氮共滲表面強(qiáng)化技術(shù)在鈦合金表面制備碳氮共滲層是解決鈦合金硬度低耐磨性差問(wèn)題的有效途徑。液相等離子體電解技術(shù)（Liquid Plasma Electrolytic Saturation,LPES）作為一種新興的表面處理技術(shù),具有處理效率高、工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。本文采用LPES法對(duì)TC4鈦合金表面進(jìn)行稀土催化碳氮共滲處理,研究稀土催化碳氮共滲的原理與工藝,為推動(dòng)鈦合金材料作為傳動(dòng)件的應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。本文完成的主要研究工作及成果如下:1.通過(guò)理論計(jì)算、仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究了LPES法碳氮共滲體系中的溫度,試樣表面和中心溫度的計(jì)算值、仿真值和測(cè)量值表明輸入電壓是影響LPES法碳氮共滲體系溫度的關(guān)鍵因素,試樣-氣膜-電解液體系溫度的研究結(jié)果對(duì)于LPES法碳氮共滲處理電壓的選擇具有指導(dǎo)意義。2.建立了LPES法碳氮共滲的原子擴(kuò)散模型,研究了滲層中原子濃度的變化,結(jié)果表明原子表面濃度、擴(kuò)散時(shí)間、擴(kuò)散溫度和擴(kuò)散激活能均是影響滲層中原子濃度的關(guān)... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鈦晶格結(jié)構(gòu)

機(jī)身蒙皮、框架、大梁、隔板、鉚釘和主起落架[10]。高溫鈦合金使用溫度由 20 世紀(jì) 50 年代的350℃提高到目前的 600℃，主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)輪盤(pán)和低壓渦輪葉片等零件[11-12]。600℃以上，蠕變抗力和高溫抗氧化性的急劇下降限制了鈦合金向更高溫度發(fā)展。阻燃鈦合金有效降低了鈦燃燒事故的發(fā)生，滿(mǎn)足了高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、尾噴管、加力燃燒室和矢量噴口[13]。損傷容限鈦合金具有高斷裂韌性和較慢的裂紋擴(kuò)展速率，由于其突出的強(qiáng)韌性匹配被廣泛用于各類(lèi)飛機(jī)的大型整體框梁類(lèi)重要承力構(gòu)件[14]。（a）飛機(jī)蒙皮 （b）發(fā)動(dòng)機(jī)葉片

（a）核潛艇殼體 （b）船舶上的螺旋槳圖 1.3 鈦合金在船艇領(lǐng)域的應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，鈦合金由于密度低和人體良好的親和性被應(yīng)用于人體植入（如圖 1.4 所示）[17-18]。鈦合金作為人體植入常用材料，低密度減輕了人體的負(fù)荷量，彈性模量低有利于減少骨頭對(duì)植入物的應(yīng)力屏蔽效應(yīng)。鈦合金作為一種生物惰性金屬材料，在人體環(huán)境中有優(yōu)良的耐蝕性，且與人體相容性好，不易產(chǎn)生人體污染和過(guò)敏反應(yīng)。目前醫(yī)用鈦合金主要應(yīng)用于硬骨替代和口腔修復(fù)領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]齒輪用TC21-DT鈦合金表面稀土—硼共滲強(qiáng)化及其磨削加工研究[D]. 朱延松.南京航空航天大學(xué) 2015

碩士論文
[1]鋼表面電解液等離子體微弧碳氮共滲層的制備及性能研究[D]. 盛銀瑩.暨南大學(xué) 2016
[2]20CrMnTi液相等離子電解碳氮共滲研究[D]. 郭文廷.南昌航空大學(xué) 2012
[3]中碳鋼液相感應(yīng)碳氮共滲研究[D]. 周凌云.南京理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3336805