鈦合金(Ti-6AI-4V)深層離子氮化及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-04 13:04
針對(duì)鈦合金耐磨性差、摩擦系數(shù)大的弱點(diǎn),本文采用無(wú)氫及有氫輝光離子滲氮對(duì)鈦合金進(jìn)行表面改性,并對(duì)其組織結(jié)構(gòu)、表面強(qiáng)度、電化學(xué)腐蝕行為及摩擦學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究,取得以下結(jié)果: 1、改性層的組織成分及結(jié)構(gòu):當(dāng)工作氣體為氮?dú)猓o(wú)氫)和氨氣(有氫)時(shí),一定制備條件下,都可獲得一定厚度的表面改性層。改性層表面由Ti2N、TiN和α-Ti組成。滲氮改性層明顯強(qiáng)化了Ti-6Al-4V基材的表面,Ti-6Al-4V合金經(jīng)過(guò)980℃滲N后,改性層的表層硬度可達(dá)HK1846,為Ti-6Al-4V基體的5.27倍,改性層硬度基本和成分一樣呈梯度遞減。 2、改性層電化學(xué)行為:電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在0.5M H2SO4、0.5MNaCl、0.5M Na3PO4溶液中,滲氮改性層表現(xiàn)出所良好的耐蝕特性。 3、改性層摩擦學(xué)行為:球-盤磨損試驗(yàn)研究結(jié)果表明,當(dāng)摩擦配副為GCr15鋼球時(shí),較低的滲氮溫度表現(xiàn)出更好的減摩效果,且耐磨性得到了提高;當(dāng)摩擦配副為Al2O
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
試樣處理后表面形貌
Tg一200圖3.1表面改性層橫截面金相組織Fig3.1MieorogarPhofthecross一seetionofrmodifiedlayers改性層檢測(cè)結(jié)果Tab.3.2Cheekingresultofmodifiedlyaer試試樣編號(hào)號(hào)改性層厚度/林mmmTTTlll35000TTT22211000TTT3335000TTT4448000TTT55560444TTT66626000TTT7772333
樣有明顯的減摩效果。5.3.1.2磨痕形貌圖5.3及5.4中(1)、(2)、(3)分別是欽合金Ti一6AI一4v基材及在不同溫度下滲氮處理后,經(jīng)摩擦后的表面形貌。如圖5.3所示,基材Ti一6AI一v4的磨痕較寬,其主要的磨損機(jī)制為犁削和粘著。圖5.4中(l)、(2)、(3)分別是欽合金Ti一6AI一4V在980Co、900Co及820℃下經(jīng)過(guò)滲氮處理后的磨痕形貌。從磨痕表面形貌也可以看出,Ti一6AI一4V經(jīng)滲N處理后,以粘著磨損為主,并伴有磨粒磨損。工藝溫度越低,磨痕越寬。由于滲氮層具有較高的硬度,改性層表面的微凸體切削與之對(duì)磨的GCris鋼球,使鋼球?qū)δヌ幮纬梢粋(gè)小平臺(tái)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙輝等離子表面冶金技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 徐重,張高會(huì),張平則,張艷梅,池成忠,袁慶龍. 中國(guó)工程科學(xué). 2005(06)
[2]我國(guó)鈦工業(yè)技術(shù)的進(jìn)展[J]. 吳全興. 稀有金屬快報(bào). 2004(09)
[3]鈦發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王向東,逯福生,賈弘,郝斌,馬云風(fēng). 稀有金屬快報(bào). 2004(07)
[4]鈦合金及其表面處理的現(xiàn)狀與展望[J]. 張高會(huì),張平則,崔彩娥,郭麗娜,潘俊德,徐重. 世界科技研究與發(fā)展. 2003(04)
[5]鈦在美國(guó)軍工中的應(yīng)用[J]. 韓明臣,黃淑梅. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2001(02)
[6]材料的等離子體基離子注入表面改性[J]. 夏立芳. 金屬熱處理學(xué)報(bào). 2001(01)
[7]金屬耐蝕材料 第一講 鑄鐵[J]. 徐增華. 腐蝕與防護(hù). 2001(01)
[8]船用鈦合金發(fā)展概況[J]. 孟祥軍,汪汀. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2000(05)
[9]新世紀(jì)表面工程展望[J]. 徐濱士,張振學(xué),馬世寧,劉世參,朱勝,張偉. 中國(guó)表面工程. 2000(01)
[10]國(guó)產(chǎn)鈦材在民用工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景[J]. 劉潤(rùn)澤,羅國(guó)珍,賴新錦. 世界有色金屬. 2000(01)
碩士論文
[1]鈦及鈦合金表面改性層腐蝕及腐蝕磨損性能的研究[D]. 秦妍梅.太原理工大學(xué) 2005
[2]純氮、氮—氨離子滲氮工藝和機(jī)理研究[D]. 云騰.重慶大學(xué) 2002
本文編號(hào):3321748
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
試樣處理后表面形貌
Tg一200圖3.1表面改性層橫截面金相組織Fig3.1MieorogarPhofthecross一seetionofrmodifiedlayers改性層檢測(cè)結(jié)果Tab.3.2Cheekingresultofmodifiedlyaer試試樣編號(hào)號(hào)改性層厚度/林mmmTTTlll35000TTT22211000TTT3335000TTT4448000TTT55560444TTT66626000TTT7772333
樣有明顯的減摩效果。5.3.1.2磨痕形貌圖5.3及5.4中(1)、(2)、(3)分別是欽合金Ti一6AI一4v基材及在不同溫度下滲氮處理后,經(jīng)摩擦后的表面形貌。如圖5.3所示,基材Ti一6AI一v4的磨痕較寬,其主要的磨損機(jī)制為犁削和粘著。圖5.4中(l)、(2)、(3)分別是欽合金Ti一6AI一4V在980Co、900Co及820℃下經(jīng)過(guò)滲氮處理后的磨痕形貌。從磨痕表面形貌也可以看出,Ti一6AI一4V經(jīng)滲N處理后,以粘著磨損為主,并伴有磨粒磨損。工藝溫度越低,磨痕越寬。由于滲氮層具有較高的硬度,改性層表面的微凸體切削與之對(duì)磨的GCris鋼球,使鋼球?qū)δヌ幮纬梢粋(gè)小平臺(tái)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙輝等離子表面冶金技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 徐重,張高會(huì),張平則,張艷梅,池成忠,袁慶龍. 中國(guó)工程科學(xué). 2005(06)
[2]我國(guó)鈦工業(yè)技術(shù)的進(jìn)展[J]. 吳全興. 稀有金屬快報(bào). 2004(09)
[3]鈦發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王向東,逯福生,賈弘,郝斌,馬云風(fēng). 稀有金屬快報(bào). 2004(07)
[4]鈦合金及其表面處理的現(xiàn)狀與展望[J]. 張高會(huì),張平則,崔彩娥,郭麗娜,潘俊德,徐重. 世界科技研究與發(fā)展. 2003(04)
[5]鈦在美國(guó)軍工中的應(yīng)用[J]. 韓明臣,黃淑梅. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2001(02)
[6]材料的等離子體基離子注入表面改性[J]. 夏立芳. 金屬熱處理學(xué)報(bào). 2001(01)
[7]金屬耐蝕材料 第一講 鑄鐵[J]. 徐增華. 腐蝕與防護(hù). 2001(01)
[8]船用鈦合金發(fā)展概況[J]. 孟祥軍,汪汀. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2000(05)
[9]新世紀(jì)表面工程展望[J]. 徐濱士,張振學(xué),馬世寧,劉世參,朱勝,張偉. 中國(guó)表面工程. 2000(01)
[10]國(guó)產(chǎn)鈦材在民用工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景[J]. 劉潤(rùn)澤,羅國(guó)珍,賴新錦. 世界有色金屬. 2000(01)
碩士論文
[1]鈦及鈦合金表面改性層腐蝕及腐蝕磨損性能的研究[D]. 秦妍梅.太原理工大學(xué) 2005
[2]純氮、氮—氨離子滲氮工藝和機(jī)理研究[D]. 云騰.重慶大學(xué) 2002
本文編號(hào):3321748
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