TD3合金及其表面改性后摩擦磨损行为研究
[Abstract]:TD3 alloy is a kind of Ti_3Al base alloy with medium Nb content. As a kind of low specific gravity and high temperature resistant structural material, TD3 alloy has been paid much attention by aerospace industry. At present, most of the researches on TD3 alloy focus on its microstructure and mechanical properties. The study of friction and wear properties is seldom reported. In this paper, the friction coefficient, surface morphology and wear quantity of TD3 alloy under different load and sliding speed are studied. The friction and wear mechanism of TD3 alloy is studied. In order to further improve the friction and wear properties of TD3 alloy, two kinds of modified layers were prepared on the surface of TD3 alloy by thermal oxidation technique and ion nitriding technique. Optical metallographic microscope (OA),) scanning electron microscope (SEM),) was used to improve the friction and wear properties of TD3 alloy. The morphology, composition, phase structure and hardness of the two modified layers were measured and analyzed by (EDS), X ray diffraction (XRD) and microhardness tester respectively. The results show that a dense and uniform oxidation layer containing TiO_2,Al2O3 is formed on the surface of TD3 alloy after thermal oxidation. The thickness is 7 渭 m, and the hardness of the surface layer can reach 638 HV; The nitriding layer containing TiN,Ti2N is formed on the surface of TD3 alloy after ion nitriding. The nitriding layer is composed of compound layer and transition layer. The thickness of nitriding layer is up to 80 渭 m, and the hardness of the nitriding layer can reach 1190HVV, which is more than three times of the hardness of substrate. A reciprocating friction and wear tester was used to study the variation of friction coefficient with time after thermal oxidation and ion nitriding of TD3 alloy under different load and sliding speed. The wear marks were observed by means of SEM,EDS, white light interference 3D profilometer. Dimensions and components are measured and analyzed. The experimental results show that compared with TD3 alloy, the average friction coefficient of TD3 alloy after thermal oxidation can be reduced by 50 and the volume wear of TD3 alloy can be reduced by 0.197 when the load is 100 g. The oxidation layer has a better effect on reducing wear. The friction coefficient and wear amount of nitrided TD3 are all decreased under different loads, and the wear amount of TD3 alloy is reduced by more than 50% under 100g load. The friction and wear properties of TD3 alloy are improved after nitriding.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG174.4
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,本文编号:2392736
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