钛合金表面Ti_xAl_y-TiN复合涂层原位生成技术及性能研究

发布时间：2017-04-05 21:02

  本文关键词：钛合金表面Ti_xAl_y-TiN复合涂层原位生成技术及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用激光气体氮化与同步送粉相结合的工艺方式,在钛合金表面制备出了性能优良的TixAly-TiN复合涂层,并对复合涂层的显微形貌、物相成分和显微硬度进行了表征,重点通过干摩擦条件下的滑动摩擦磨损、空气环境下的高温氧化以及湿蒸汽环境下的固体颗粒冲蚀磨损等试验手段对复合涂层的增强效果进行了验证。主要结论如下：(1)采用激光气体氮化与同步送粉相结合的工艺方式,在钛合金表面成功制备出TixAly-TiN复合涂层,复合涂层内部无裂纹、孔隙等缺陷,复合涂层与基体形成了冶金结合。(2) TixAly-TiN复合涂层中的主要物相有TiN和TixAly,复合涂层的显微硬度得到显著提高,增强效果主要来自TiN增强相。(3) TixAly-TiN复合涂层的耐磨性和抗高温氧化性能均优于TC4合金,但抗冲蚀性能比TC4合金差。耐磨性提高是由于复合涂层具有很高的硬度；抗高温氧化性能提高是由于复合涂层中添加了Al元素；抗冲蚀性能降低是由于复合涂层的断裂韧性差,对裂纹敏感。
【关键词】：激光气体氮化 同步送粉 耐磨性 抗高温氧化性能 抗冲蚀性能
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 原位合成法在金属基复合材料制备中的应用10-11
• 1.3 激光气体氮化技术及研究现状11-14
• 1.3.1 供气装置12
• 1.3.2 合金元素的添加方式12-13
• 1.3.3 激光气体氮化技术研究现状13-14
• 1.4 摩擦磨损相关知识14-15
• 1.4.1 摩擦的定义与分类14
• 1.4.2 磨损的分类与过程14-15
• 1.5 冲蚀磨损相关知识15-17
• 1.5.1 冲蚀磨损的定义与分类15
• 1.5.2 冲蚀磨损的理论模型15-16
• 1.5.3 冲蚀磨损的影响因素16-17
• 1.6 高温氧化相关知识17-19
• 1.6.1 金属高温氧化的基本过程17-18
• 1.6.2 高温氧化热力学与动力学18
• 1.6.3 氧化膜中的应力与松弛18-19
• 1.7 研究目的与内容19-20
• 第2章 Ti_xAl_y-TN复合涂层的显微形貌及显微硬度测试20-31
• 2.1 实验材料与设备20-21
• 2.2 涂层的制备工艺21-23
• 2.2.1 激光气体氮化工艺参数21-22
• 2.2.2 激光气体氮化流程22-23
• 2.3 涂层的显微形貌23-27
• 2.3.1 涂层表面显微形貌24-25
• 2.3.2 涂层横截面显微形貌(OM)25-26
• 2.3.3 涂层横截面显微形貌(SEM)26-27
• 2.4 涂层的物相成分和元素分布27-29
• 2.4.1 涂层物相成分27-29
• 2.4.2 涂层元素分布29
• 2.5 涂层的显微硬度测试29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 Ti_xAl_y-TiN复合涂层的耐磨性与抗冲蚀性能测试31-44
• 3.1 涂层的耐磨性测试31-37
• 3.1.1 摩擦系数32-35
• 3.1.2 磨损量35-36
• 3.1.3 磨损形貌36-37
• 3.2 涂层的抗冲蚀性能测试37-42
• 3.2.1 冲蚀试验平台37-40
• 3.2.2 冲蚀失重曲线40-41
• 3.2.3 冲蚀形貌41-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第4章 Ti_xAl_y-TiN复合涂层的抗氧化性能测试44-57
• 4.1 氧化动力学曲线45-46
• 4.2 氧化膜的显微形貌46-50
• 4.2.1 氧化表面宏观形貌46-47
• 4.2.2 氧化膜表面显微形貌47-48
• 4.2.3 氧化膜横截面显微形貌(OM)48-50
• 4.3 氧化膜的物相成分及元素分布50-56
• 4.3.1 氧化膜物相成分50-51
• 4.3.2 氧化膜元素分布51-56
• 4.4 氧化膜的显微硬度测试56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 总结与展望57-58
• 5.1 总结57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间发表论文情况63

【参考文献】

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