鈦及鈦合金因其低的密度,高的比強度,良好的耐腐蝕性和抗氧化性而廣泛應(yīng)用于航空航天,海洋,化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是低的硬度,高的摩擦系數(shù)和低的耐磨損性能限制了它的應(yīng)用,特別是對于需要特定表面性能的領(lǐng)域。碳化鈦由于具有高硬度(28-35 GPa),高熔點(3067℃),低摩擦系數(shù)、優(yōu)異的耐磨性以及與鈦具有相似的密度(4.93 g/cm3),可作為涂層材料來延長鈦合金的使用壽命。因此,本文以灰口鑄鐵作為固體碳源,以商業(yè)純鈦作為基體,采用兩步法熱處理工藝(1150℃保溫5 min+1000 ℃保溫10 h)在鈦基體表面原位制備TiC-Fe梯度涂層。借助X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子背散射衍射技術(shù)(EBSD)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)對TiC-Fe梯度涂層的微觀組織、物相分布以及TiC顆粒的形貌進行表征,并對其形成機理進行了詳細的分析;采用納米壓痕儀、單程劃痕儀和摩擦磨損試驗機對涂層的硬度、彈性模量、斷裂韌性、涂層/基體界面結(jié)合強度及耐磨損性能進行了評估,并分析了其強韌化機理和摩擦磨損機理。研究結(jié)果表明:(1)TiC-Fe梯度涂層的微觀組織呈...

【文章來源】： 西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳化鈦增強鈦基表面復(fù)合涂層的制備方法
    1.3 碳化鈦顆粒的形成機理和形貌演變機制研究進展
    1.4 碳化鈦增強鈦基表面復(fù)合涂層的力學(xué)性能研究進展
    1.5 本課題的選題目的及意義
    1.6 本課題的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.6.1 研究內(nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線圖
2 鈦基表面TiC-Fe梯度涂層的制備工藝及測試分析方法
    2.1 實驗材料及制備工藝
        2.1.1 材料準(zhǔn)備
        2.1.2 實驗方法
    2.2 實驗設(shè)備及儀器
    2.3 測試分析方法
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 微觀組織表征
        2.3.3 硬度、彈性模量和斷裂韌性測試
        2.3.4 界面結(jié)合強度測試
        2.3.5 摩擦磨損實驗測試
    2.4 本章小結(jié)
3 鈦基表面TiC-Fe梯度涂層的微觀組織表征及形成機理分析
    3.1 引言
    3.2 TiC-Fe梯度涂層的微觀組織表征
        3.2.1 TiC-Fe梯度涂層截面的微觀組織表征
        3.2.2 TiC-Fe梯度涂層的表面微觀組織表征
        3.2.3 TiC-Fe梯度涂層的截面EBSD分析
        3.2.4 TiC-Fe梯度涂層的截面TEM分析
    3.3 TiC-Fe梯度涂層的形成機理分析
    3.4 本章小結(jié)
4 鈦基表面TiC-Fe梯度涂層的斷裂韌性及界面結(jié)合強度研究
    4.1 引言
    4.2 TiC-Fe梯度涂層截面的納米壓痕測試
        4.2.1 TiC-Fe梯度涂層截面的硬度和彈性模量
        4.2.2 TiC-Fe梯度涂層的斷裂韌性
        4.2.3 TiC-Fe梯度涂層的韌化機制
    4.3 TiC-Fe梯度涂層的劃痕測試
        4.3.1 TiC-Fe梯度涂層的劃痕形貌
        4.3.2 TiC-Fe梯度涂層失效分析
    4.4 本章小結(jié)
5 鈦基表面TiC-Fe梯度涂層的摩擦磨損性能研究
    5.1 引言
    5.2 不同載荷下的摩擦磨損系數(shù)和磨損率
    5.3 不同載荷下的磨損形貌
    5.4 TiC-Fe梯度涂層的磨損機理
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]Ti6Al4V高溫固體滲碳工藝及其性能研究[D]. 許浩.中國礦業(yè)大學(xué). 2015



本文編號：3533614