Ti6Al4V钛合金固体渗碳、渗硼工艺探究及组织性能研究

发布时间：2020-02-10 02:19

【摘要】：本文利用固体渗剂对Ti6Al4V钛合金进行渗碳和渗硼的工艺试验,探索在不同工艺下的渗碳、渗硼层厚度、组织结构、物相组成及形成机理,并对表面渗碳、渗硼层的摩擦、磨损行为及耐腐蚀性能进行了试验研究,探索其影响因素。结果表明:(1)钛合金经950℃以上温度渗碳后表面均能形成化合物层。表面化合物层是由呈众多细小的TiC颗粒相不断往外,呈胞状生长特征,及众多小沟槽和纳米级的微孔结构;显微组织由均匀的、亚微米级的颗粒状TiC相组成,平均晶径约0.70μm。随渗碳温度升高和时间延长,TiC化合物层增厚,致密性提高,硬度均明显提高,最高可达1195HV0.1,比基体提高约3.5倍。(2)钛合金渗碳后,在NaCl溶液中的摩擦系数、体积磨损率与基体相比均明显降低,耐磨性提高。表面形成较厚且致密的TiC化合物对提高其表面耐磨性至关重要。渗碳后其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度均有所增大,耐蚀性略有降低,但仍属于耐蚀材料。渗碳表面化合物层的孔隙和微孔结构,对钛合金的耐腐蚀性能有不利的影响。(3)钛合金经不同工艺渗硼后表面均能形成胞状结构的TiB和TiB_2硼化合物层,厚度可达2~7μm。随渗硼温度提高,TiB和TiB_2硼化物层增厚,表面显微硬度均高于1200HV0.1,最大可达1924 HV0.1,比基体约提高5.6倍。经渗硼后的摩擦系数和体积磨损率均明显减小,耐磨性显著提高。渗硼后的表面自腐蚀电位与基体相比明显升高,自腐蚀电流密度降低,致密且耐腐蚀的TiB和TiB_2硼化合物层,使其表现出更优良的耐腐蚀性能。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.23;TG156.8

【参考文献】