TC4鈦合金重量輕,比強(qiáng)度高,耐蝕性能好,在現(xiàn)代航空航天工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。但其耐磨性較低,國內(nèi)外針對(duì)鈦合金激光熔覆做了大量研究,獲得一定表面強(qiáng)化效應(yīng)。本文采用等離子束熔覆技術(shù)在TC4鈦合金表面制備Ni60涂層、Ni60/陶瓷相復(fù)合涂層;陶瓷相為石墨粉、Ti粉按比例混合后原位生成TiC。以熔池深度、表面質(zhì)量、表面硬度三個(gè)指標(biāo)設(shè)計(jì)4因素3水平正交實(shí)驗(yàn),得到最佳工藝參數(shù)為:主弧電流40A,氣體流量2L/min,噴距4mm,掃描速度450mm/min。以該工藝參數(shù),預(yù)涂覆Ni60合金粉末,分別進(jìn)行單道熔覆及多道搭接熔覆處理,對(duì)單道熔覆層進(jìn)行縱截面硬度梯度測(cè)試、組織觀察、EDS成分分析、XRD物相分析和界面結(jié)合性能測(cè)試;多道搭接熔覆進(jìn)行耐磨與耐蝕試驗(yàn)、搭接部位組織與硬度分析。結(jié)果表明:1.單道熔覆表層組織為鈦基體及固溶于其中TiN、TiC、TiB等硬質(zhì)陶瓷相組成胞狀樹枝晶,白色網(wǎng)狀NiTi/Ti共晶組織,富含固溶合金元素暗黑色鈦基體,固溶在白色網(wǎng)狀組織、暗黑色基體、及樹枝晶枝尖中的Cr（Fe）₇C₃相;在熔覆層次層組織為固溶有合金元素細(xì)小α’針狀馬氏... 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等離子束工作原理圖

下高溫回火試驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)前抽三次真空，氬氣作為置換過程中不會(huì)發(fā)生氧化等現(xiàn)象。以 20℃·min-1升溫速度升隨爐冷到室溫。能測(cè)試截面硬度梯度測(cè)試：用 HVS-1000 顯微維式硬度計(jì)對(duì)涂層層到鈦合金基體進(jìn)行硬度梯度測(cè)試。加載力為 1.96N，加點(diǎn)間距為 0.1mm。性能測(cè)試：在型號(hào)為 MMS-2A 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在室溫下力為 80N，磨損時(shí)間為 20min，對(duì)磨材料為淬火態(tài) 45 鋼火花線切割機(jī)將不同涂層多道搭接熔覆樣品和鈦合金原始m×7 mm，作為磨損試樣。在磨損前后分別將試樣用酒精洗，并在精度為 0.1mg 電子天平上進(jìn)行稱量，計(jì)算磨損試做三組平行實(shí)驗(yàn)，以減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差。在掃描電鏡下觀并用其附帶 EDS 能譜儀對(duì)磨損基體和硬質(zhì)顆粒進(jìn)行成分結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試：常溫拉伸實(shí)驗(yàn)在 MTS 萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)金試樣上進(jìn)行單道掃描，并用電火花線切割機(jī)加工成厚度熔覆區(qū)位于拉伸試樣中間位置。拉伸試樣尺寸如圖 2-1 所切下鍍鎳后制成金相樣，進(jìn)行金相觀察。

圖 3-2 焊道形貌(a)45A2L 3mm 低速(b)45A2.4L 4mm 中速(c)45A2.8L 5mm 高速Fig.3-2 The surface morphology of weld bead (a) 45A 2L 3mm low speed (b) 45A 2.4L 4mmmedium speed (c) 45A 2.8L 5mm high speed圖 3-3 焊道形貌(a)50A2L 5mm 中速(b)50A2.4L 3mm 高速(c)50A2.8L 4mm 低速Fig.3-3 The surface morphology of weld bead (a) 50A 2L 5mm medium speed (b) 50A 2.4L3mm high speed (c) 50A 2.8L 4mm low speed表 3-3 焊道寬度表Table 3-3 Weld bead width tableSamples 1 2 3 4 5 6 7 8 9(a)(b) (c)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]GDL-1鋼等離子表面合金化組織與耐磨性[J]. 程晨,雷旻,代利,萬明攀,曾玉金.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]TC4鈦合金中厚板激光焊接接頭顯微組織與力學(xué)性能[J]. 陳永城,張宇鵬,羅子藝,韓善果,哈斯金·弗拉基斯拉夫.  應(yīng)用激光. 2017(05)
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[4]TC4鈦合金表面激光合金化制備Ti-Si涂層[J]. 吳桂蘭,許曉靜,戈曉嵐,陶俊,劉慶輝,仲奕穎,何星華.  稀有金屬材料與工程. 2017(07)
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[6]電磁攪拌對(duì)激光熔凝TA15鈦合金熔池凝固研究[J]. 楊光,趙恩迪,欽蘭云,任宇航,王維.  稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[7]TC4鈦合金表面激光熔覆含La2O3的F101鎳基涂層[J]. 何星華,許曉靜,戈曉嵐,陶俊,仲奕穎,劉慶輝,吳桂蘭.  稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[8]旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)激光熔凝鈦合金熔池的影響[J]. 楊光,薛雄,欽蘭云,王維.  稀有金屬材料與工程. 2016(07)
[9]等離子合金化AlCoCrCuFexMnNi高熵合金涂層的組織與性能[J]. 盧金斌,彭竹琴,李俊魁,馬明星,齊振東,賀亞勛,龔正.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2016(03)
[10]TC4鈦合金表面激光合金化Ti-Si-C涂層的研究[J]. 劉慶輝,許曉靜,戈曉嵐,何星華,陶俊,仲奕穎.  稀有金屬. 2016(06)

博士論文
[1]鈦合金表面激光硼碳氮合金化層的組織結(jié)構(gòu)與耐磨性能研究[D]. 田永生.山東大學(xué) 2006

碩士論文
[1]Ti80表面微弧氧化膜層制備及耐腐蝕與抗高溫氧化性能[D]. 陳秀萍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]TC4鈦合金的激光熔凝處理及其在擴(kuò)散焊接中的應(yīng)用研究[D]. 原曉明.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]激光熔覆原位自生碳化物陶瓷增強(qiáng)鐵基表面復(fù)合材料的研究[D]. 陳瑩瑩.上海工程技術(shù)大學(xué) 2011
[4]激光熔覆原位自生TiC增強(qiáng)復(fù)合涂層的研究[D]. 蔡釹.東北大學(xué) 2009
[5]TC4鈦合金高能束流焊接焊縫組織研究[D]. 侯江濤.華中科技大學(xué) 2009
[6]激光熔覆生物陶瓷復(fù)合涂層組織及性能研究[D]. 李秀坤.蘭州理工大學(xué) 2008
[7]激光熔覆鎳基合金陶瓷涂層的研究[D]. 李赫亮.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3113059