鈦合金由于硬度較低、耐磨性差,其使用領(lǐng)域受到極大限制。傳統(tǒng)的氣體滲碳技術(shù)反應(yīng)溫度高、所需周期長(zhǎng)、滲碳效率低、工件容易變形等缺點(diǎn),不能充分解決鈦合金實(shí)際需求。本文提出采用真空脈沖滲碳和真空脈沖感應(yīng)滲碳技術(shù)對(duì)TA2鈦合金進(jìn)行表層強(qiáng)化,并通過(guò)X射線衍射儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、XPS、自動(dòng)顯微硬度機(jī)和端面磨損試驗(yàn)機(jī)等手段研究了獲得的梯度滲碳層組織、結(jié)構(gòu)及耐磨性。利用L₉(3³)正交實(shí)驗(yàn),探究了溫度、壓強(qiáng)、氣氛配比對(duì)TA2鈦合金滲碳層硬度、厚度及耐磨性的影響,并優(yōu)化TA2鈦合金間隙式真空滲碳工藝。結(jié)果表明:真空脈沖滲碳和真空脈沖感應(yīng)滲碳兩種工藝下,滲層硬度、厚度及耐磨性的變化規(guī)律一致,各因素的影響強(qiáng)弱依次為溫度>甲烷乙炔氣氛配比>壓強(qiáng)。正交試驗(yàn)得到的最佳工藝參數(shù)為溫度940℃,壓強(qiáng)-70 kPa,甲烷和乙炔比7:1。經(jīng)過(guò)真空脈沖滲碳和真空感應(yīng)脈沖滲碳后,TA2鈦合金表面均形成了一層均勻的TiC相。采用真空脈沖感應(yīng)滲碳可以快速獲得滲碳層,15 min即可達(dá)到22μm,2小時(shí)后達(dá)到108μm,表層硬度達(dá)到1070.5 HV_0.025...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈦合金表面處理工藝
    1.2 鈦合金化學(xué)熱處理研究進(jìn)展
        1.2.1 氧化處理
        1.2.2 滲氮
        1.2.3 滲碳
    1.3 電磁感應(yīng)技術(shù)在熱處理過(guò)程中的應(yīng)用
        1.3.1 電磁感應(yīng)加熱原理
        1.3.2 電磁感應(yīng)熱處理研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容、目的及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
        1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 試樣預(yù)處理
    2.3 真空脈沖滲碳裝置及方法
        2.3.1 真空脈沖滲碳實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.2 真空感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)裝置
    2.4 試樣性能測(cè)試與表征
        2.4.1 滲層成分分析
        2.4.2 掃描電鏡分析
        2.4.3 金相組織分析
        2.4.4 硬度檢測(cè)
        2.4.5 耐磨性檢測(cè)
第三章 TA2鈦合金真空滲碳工藝初探
    3.1 真空脈沖滲碳正交試驗(yàn)
        3.1.1 物相及截面分析
        3.1.2 正交試驗(yàn)及分析
        3.1.3 耐磨試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.1.4 方差分析驗(yàn)證正交優(yōu)化結(jié)果
    3.2 真空感應(yīng)脈沖滲碳正交試驗(yàn)
        3.2.1 物相及截面分析
        3.2.2 正交試驗(yàn)及分析
        3.2.3 耐磨試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.4 方差分析驗(yàn)證正交優(yōu)化結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
第四章 TA2鈦合金滲碳動(dòng)力學(xué)機(jī)制研究
    4.1 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法
    4.2 動(dòng)力學(xué)分析
        4.2.1 動(dòng)力學(xué)理論模型
    4.3 TA2 鈦合金滲碳實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 TA2 鈦合金真空脈沖滲碳實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 TA2 鈦合金真空感應(yīng)脈沖滲碳實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 TA2 鈦合金動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)
    4.4 小結(jié)
第五章 TA2鈦合金滲碳層組織結(jié)構(gòu)及耐磨性研究
    5.1 TA2 鈦合金真空脈沖滲碳層表征
        5.1.1 組織形貌
        5.1.2 XRD分析
        5.1.3 XPS分析
        5.1.4 顯微硬度分析
        5.1.5 耐磨性分析
    5.2 真空感應(yīng)脈沖滲碳層表征
        5.2.1 組織形貌
        5.2.2 XRD分析
        5.2.3 XPS分析
        5.2.4 顯微硬度分析
        5.2.5 耐磨性分析
    5.3 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號(hào)：3856092