QBe1.9合金表面Ti/N改性层制备及其摩擦学性能研究

发布时间：2020-12-04 12:05

　　QBe1.9合金是一种典型的铍铜合金,具有耐蚀、耐疲劳、高弹性极限以及良好的导电导热性等一系列优点,被广泛用于航空航天、石油化工、电子电器等多种领域。但是QBe1.9合金硬度低、耐磨性差的不足,限制了该合金在摩擦磨损环境中的应用。本文采用双辉等离子表面合金化和等离子渗氮技术,通过等离子渗Ti及离子氮化（Ti-N）复合处理和等离子Ti+N共渗两种工艺,在QBe1.9合金表面制备Ti/N改性层,对比分析单纯渗Ti层、Ti-N复合渗层及Ti+N共渗合金层的表面形貌、组织结构、成分分布、相结构、电阻率、表面硬度及其与基体结合强度,并通过纳米压入测试,研究不同工艺处理后合金层的截面硬度及弹性模量分布。对不同工艺处理后的QBe1.9合金进行摩擦磨损实验,对比未处理基材,分析其摩擦磨损性能,同时探讨相应的摩擦学机理。研究结果表明:（1）采用双辉等离子表面冶金技术首先在QBe1.9合金表面制备渗Ti合金层,在此基础上进行离子氮化处理后形成Ti-N复合渗层。复合渗层厚度约30μm,由TiN、Ti2N、Cu-Ti化合物和BeCu基体相组成。Ti+N共渗合金层厚约15μm,主要包括Ti N和BeCu基体相。... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 铜及铜合金
        1.2.1 概述
        1.2.2 铜合金的分类
        1.2.3 铍铜合金简介
    1.3 铜合金性能改善方法
        1.3.1 热处理
        1.3.2 表面处理
    1.4 双辉等离子渗金属技术
        1.4.1 双辉等离子渗金属的原理
    1.5 课题的提出
        1.5.1 选题目的
        1.5.2 渗入元素的确定
        1.5.3 课题的研究内容
第二章 实验方法与设备
    2.1 实验方法及材料
    2.2 双辉等离子渗Ti实验
        2.2.1 实验设备与装置
        2.2.2 选择工艺参数
        2.2.3 操作步骤
    2.3 离子氮化实验
    2.4 等离子Ti+N共渗实验
    2.5 合金层表征
    2.6 摩擦磨损实验
        2.6.1 摩擦磨损实验设备及参数
        2.6.2 摩擦磨损性能的评价
        2.6.3 检测仪器
第三章 QBe1.9 合金表面等离子Ti-N复合渗层组织及特性
    3.1 渗Ti及Ti-N复合渗层表面形貌
    3.2 渗Ti及Ti-N复合渗层截面组织与成分
    3.3 渗Ti及Ti-N复合渗层相结构
    3.4 渗Ti及Ti-N复合渗层形成机理
    3.5 渗Ti及Ti-N复合渗层的结合强度
    3.6 渗Ti及Ti-N复合渗层电阻率及硬度
    3.7 渗Ti及Ti-N复合渗层的纳米压入分析
    3.8 小结
第四章 QBe1.9 合金表面Ti+N共渗合金层组织及特性
    4.1 Ti+N共渗合金层的表面形貌
    4.2 Ti+N共渗合金层组织结构
    4.3 Ti+N共渗合金层结合强度
    4.4 Ti+N共渗合金层电阻率及硬度
    4.5 Ti+N共渗合金层的纳米压入分析
    4.6 小结
第五章 不同工艺制备Ti-N改性层的摩擦磨损性能
    5.1 载荷为 5N时的摩擦学性能
        5.1.1 摩擦系数
        5.1.2 磨痕形貌
            5.1.2.1 QBe1.9 基材的磨痕形貌
            5.1.2.2 渗Ti改性层的磨痕形貌
            5.1.2.3 Ti-N复合渗改性层的磨痕形貌
            5.1.2.4 Ti+N共渗改性层的磨痕形貌
        5.1.3 三维磨痕形貌及比磨损率
    5.2 载荷为 10N时的摩擦学性能
        5.2.1 摩擦系数
        5.2.2 磨痕形貌
            5.2.2.1 QBe1.9 基材的磨痕形貌
            5.2.2.2 渗Ti改性层的磨痕形貌
            5.2.2.3 Ti-N复合渗改性层的磨痕形貌
            5.2.2.4 Ti+N共渗改性层的磨痕形貌
        5.2.3 三维磨痕形貌及比磨损率
    5.3 摩擦磨损机理分析
    5.4 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2897578