钛合金表面B-Al共渗关键技术及组织性能研究
发布时间：2021-04-13 17:31
钛合金在航天航空、军工等领域具有重大的使用背景。但钛合金较低的耐高温性能和耐磨性严重限制了其发展。本文以固体粉末法在钛合金表面成功制备B-Al共渗层,并对其组织结构及性能进行了探究分析,突破钛合金材料单一渗B层抗高温氧化、抗热腐蚀性能不足的缺陷。所开展的研究工作及取得成果如下:采用正交法和单因素法对工艺参数和渗剂配方进行优化,以渗层厚度和表面硬度作为评价指标得到硼铝共渗的较优组合为（各成分含量为重量百分比）:共渗温度950℃、共渗时间20h,渗剂组成为20%Al、20%B4C,5%NH4Cl、55%SiC。以硼铝共渗为基础,最后确定渗硼的渗剂配方和工艺参数为:渗硼温度950℃、渗硼时间20h,渗剂组成为20%B4C、5%NH4Cl、75%SiC。研究了优化后的渗B层和B-Al共渗层的组织形貌及力学性能,研究表明:两种渗层表面都致密无孔洞,渗B层主要由TiB2、TiB、Ti组成,渗层厚度大约为51.3μm,渗层下有扩散形成的硼针,与基体结合较差,结合力为58N。B-Al共渗层表面...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工艺流程图
硼铝共渗处理后样品需要通过截面来观测渗层厚面在电子显微镜下无法拍摄出清晰的图像，所以本层截面形貌进行拍摄。拍摄准备和步骤为：先用镶细各个规格的砂纸进行粗磨和精磨，然后抛光、渗层截面，测量渗硼层和硼铝共渗层厚度并判别。量厚度过程中造成的误差，本次实验中渗硼层和硼个点分别测量其渗层表面到基体的距离，然后求五渗层的厚度。渗硼层中有很多嵌入基体条状硼钛的扩散区域，所以在测量渗硼层时并不将这些扩散层厚度中。渗层的具体计算公式如下： = ( 1+ 2+ 3+ 4+ 5)/5 层厚度，z1、z2、z3、z4、z5分别为所选点处的渗
图 2.3 HV-1000 型维氏显微硬度计Fig.2.3 Microhardness tester of HV-1000共渗层的物相分析 X 射线衍射仪(如图 2.4 所示)对样品物相进行测试样品进行 X 射线衍射，衍射后生成的原子后根据衍射谱分析材料的物相组成和分子、原式：2 = 数意义为：λ 为设备发射的 X 射线的波长，θ设定夹角，n 为可以选择任意的自然数物相晶体对应不同的衍射数据，存在对应的关分析软件中与数据库中各个物相衍射记录的标
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属材料热处理工艺与技术展望的探讨[J]. 钟凯. 农村经济与科技. 2017(20)
[2]TA19钛合金氧化行为研究[J]. 宋有朋,梁文萍,缪强,崔世宇,黄彪子,张毅. 热处理. 2017(02)
[3]钛及钛合金的性质及表面处理技术探讨[J]. 狄玉丽. 科技创新与应用. 2014(23)
[4]TC4钛合金固体渗硼催渗剂的研究[J]. 宋振华,戈晓岚,许晓静,刘云辉,陶俊,吴桂兰. 稀有金属. 2014(04)
[5]热等静压处理对K4169高温合金显微形貌及性能的影响[J]. 何树先,王俊,孙宝德. 铸造技术. 2013(12)
[6]新型镍基高温合金GH4700热变形行为及组织演变研究[J]. 李莎,苗华军,金宪哲,郝文慧. 铸造技术. 2013(08)
[7]航空航天材料发展现状及前景[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2013(02)
[8]钛合金在航天飞行器上的应用和发展[J]. 张绪虎,单群,陈永来,杜志惠. 中国材料进展. 2011(06)
[9]钛及钛合金在汽车上的应用[J]. 李中. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[10]航空用高强度BT22钛合金的研发和应用[J]. 赵红霞,虞文军. 航空制造技术. 2010(01)
硕士论文
[1]钛合金抗高温氧化涂层的制备及性能研究[D]. 杨文瀑.广东工业大学 2016
[2]FeB+KBF4渗硼工艺及渗硼层高温环境下腐蚀行为研究[D]. 杜万学.中国矿业大学 2015
[3]TC4钛合金低温固体粉末渗硼的研究[D]. 雷丽.东北大学 2011
[4]两种新型钛合金氧化膜的表面分析[D]. 鲍军委.四川大学 2005
[5]45钢硼-稀土（铬）共渗工艺与组织性能的研究[D]. 杨志兵.中南大学 2004
本文编号：3135719
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工艺流程图
硼铝共渗处理后样品需要通过截面来观测渗层厚面在电子显微镜下无法拍摄出清晰的图像，所以本层截面形貌进行拍摄。拍摄准备和步骤为：先用镶细各个规格的砂纸进行粗磨和精磨，然后抛光、渗层截面，测量渗硼层和硼铝共渗层厚度并判别。量厚度过程中造成的误差，本次实验中渗硼层和硼个点分别测量其渗层表面到基体的距离，然后求五渗层的厚度。渗硼层中有很多嵌入基体条状硼钛的扩散区域，所以在测量渗硼层时并不将这些扩散层厚度中。渗层的具体计算公式如下： = ( 1+ 2+ 3+ 4+ 5)/5 层厚度，z1、z2、z3、z4、z5分别为所选点处的渗
图 2.3 HV-1000 型维氏显微硬度计Fig.2.3 Microhardness tester of HV-1000共渗层的物相分析 X 射线衍射仪(如图 2.4 所示)对样品物相进行测试样品进行 X 射线衍射，衍射后生成的原子后根据衍射谱分析材料的物相组成和分子、原式：2 = 数意义为：λ 为设备发射的 X 射线的波长，θ设定夹角，n 为可以选择任意的自然数物相晶体对应不同的衍射数据，存在对应的关分析软件中与数据库中各个物相衍射记录的标
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属材料热处理工艺与技术展望的探讨[J]. 钟凯. 农村经济与科技. 2017(20)
[2]TA19钛合金氧化行为研究[J]. 宋有朋,梁文萍,缪强,崔世宇,黄彪子,张毅. 热处理. 2017(02)
[3]钛及钛合金的性质及表面处理技术探讨[J]. 狄玉丽. 科技创新与应用. 2014(23)
[4]TC4钛合金固体渗硼催渗剂的研究[J]. 宋振华,戈晓岚,许晓静,刘云辉,陶俊,吴桂兰. 稀有金属. 2014(04)
[5]热等静压处理对K4169高温合金显微形貌及性能的影响[J]. 何树先,王俊,孙宝德. 铸造技术. 2013(12)
[6]新型镍基高温合金GH4700热变形行为及组织演变研究[J]. 李莎,苗华军,金宪哲,郝文慧. 铸造技术. 2013(08)
[7]航空航天材料发展现状及前景[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2013(02)
[8]钛合金在航天飞行器上的应用和发展[J]. 张绪虎,单群,陈永来,杜志惠. 中国材料进展. 2011(06)
[9]钛及钛合金在汽车上的应用[J]. 李中. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[10]航空用高强度BT22钛合金的研发和应用[J]. 赵红霞,虞文军. 航空制造技术. 2010(01)
硕士论文
[1]钛合金抗高温氧化涂层的制备及性能研究[D]. 杨文瀑.广东工业大学 2016
[2]FeB+KBF4渗硼工艺及渗硼层高温环境下腐蚀行为研究[D]. 杜万学.中国矿业大学 2015
[3]TC4钛合金低温固体粉末渗硼的研究[D]. 雷丽.东北大学 2011
[4]两种新型钛合金氧化膜的表面分析[D]. 鲍军委.四川大学 2005
[5]45钢硼-稀土（铬）共渗工艺与组织性能的研究[D]. 杨志兵.中南大学 2004
本文编号：3135719
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