本文關(guān)鍵詞：Zr17Ti74Al6V4合金雙輝等離子表面滲鐵及其性能研究

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【摘要】：由于鈦合金具備諸多優(yōu)良的性質(zhì),例如質(zhì)量輕、比強度大、熔點高、耐腐蝕等,被大量應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、化工、航空航天等領(lǐng)域。元素Zr和Ti屬于同族元素,二者的性質(zhì)有相似之處,都具有強度高、硬度高和熔點高等性質(zhì),將TC4合金元素中的一些Ti元素用Zr元素代替,制備出了一種新型的ZrTiAlV合金。但是ZrTiAlV合金的硬度低、耐磨性能、耐蝕性差使其應(yīng)用受到限制,本文采用雙輝等離子表面滲鍍技術(shù)在ZrTiAl V合金表面滲鐵,以改善其耐磨性和耐腐蝕性。本文分別對影響滲層性能的源極—工件間距離、工作氣壓、保溫溫度、保溫時間、源極電壓、源極電流等參數(shù)進行探究并對獲得的滲層進行XRD、EDS分析,確定滲鐵的最佳工藝參數(shù)為:溫度900±10℃,實驗時間4h,工作氣壓40Pa,極電壓770~950V,工件電壓380~520V,源—陰極間距離15mm;在ZrTiAlV合金表面獲得厚度198μm的滲鐵層,滲層主要由FeTi、ZrFe2相組成,表面維氏硬度高達660HV。通過對滲層進行摩擦磨損性能和耐腐蝕性能測試,結(jié)果分析表明,滲鐵后ZrTiAl V合金的摩擦系數(shù)相比基體有明顯的下降,磨痕寬度和磨痕滲鍍明顯變小,磨損量也明顯降低,耐磨性得到明顯增強。在5%的H2SO4溶液中,滲鐵合金層的自腐蝕電位增大,自腐蝕電流密度比基體小1個數(shù)量級,極化電阻增大,耐腐蝕性得到提高。在3.5%的NaCl和0.5mol/L的HCl溶液中,滲鐵后合金滲層都出現(xiàn)了明顯的鈍化區(qū),自腐蝕電位相比于基體增大,自腐蝕電流比基體降低,維鈍電流密度明顯降低,極化電阻升高,耐蝕性進一步增強。
【關(guān)鍵詞】：ZrTiAlV合金 雙輝等離子 滲鐵 耐磨性 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鈦合金和鋯合金10-11
• 1.3 雙輝等離子表面冶金技術(shù)11-13
• 1.3.1 雙輝等離子表面冶金技術(shù)原理11-12
• 1.3.2 雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)的特點和優(yōu)點12-13
• 1.3.3 雙輝等離子表面冶金技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向13
• 1.4 合金的摩擦磨損性能13-16
• 1.4.1 摩擦磨損的分類14-16
• 1.4.2 摩擦磨損的表征16
• 1.5 合金的耐腐蝕性能16-19
• 1.5.1 材料腐蝕的危害16-17
• 1.5.2 材料腐蝕的分類17
• 1.5.3 材料腐蝕的防護17-18
• 1.5.4 材料耐腐蝕性的測定18-19
• 1.6 研究內(nèi)容及意義19-21
• 第2章 實驗方法及設(shè)備21-27
• 2.1 雙輝等離子表面滲鍍設(shè)備21-24
• 2.1.1 雙輝等離子表面冶金爐21-23
• 2.1.2 實驗參數(shù)的設(shè)定23-24
• 2.2 滲層的性能表征24-27
• 2.2.1 硬度24
• 2.2.2 物相分析24
• 2.2.3 能譜分析和SEM分析24-25
• 2.2.4 耐磨性和耐腐蝕性實驗25-27
• 第3章 滲鍍工藝的研究27-40
• 3.1 工藝實驗方案的確定27-28
• 3.2 工藝參數(shù)的研究28-34
• 3.2.1 源極電壓28
• 3.2.2 工件電壓28-29
• 3.2.3 氣壓29-30
• 3.2.4 保溫溫度30-32
• 3.2.5 保溫時間32
• 3.2.6 源極-工件間距32-34
• 3.2.7 滲鐵工藝表34
• 3.2.8 最佳工藝參數(shù)34
• 3.3 滲層的結(jié)構(gòu)和形貌34-39
• 3.3.1 滲層的金相組織34-36
• 3.3.2 滲鐵層的能譜分析36-37
• 3.3.3 滲鐵層的相組成37-39
• 本章小結(jié)39-40
• 第4章 滲鐵層耐磨性和耐蝕性的研究40-52
• 4.1 滲鐵層摩擦磨損分析40-45
• 4.1.1 滲鐵層的硬度40-41
• 4.1.2 摩擦系數(shù)41-42
• 4.1.3 摩擦形貌42-44
• 4.1.4 磨損量和磨損率44-45
• 4.2 滲鐵層耐蝕性的研究45-50
• 4.2.1 5%H2SO4溶液中試樣的極化曲線45-47
• 4.2.2 0.1mol/L HCl溶液中試樣的極化曲線47-48
• 4.2.3 3.5%NaCl溶液中試樣的極化曲線48-50
• 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果57-58
• 致謝58

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