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强流脉冲电子束作用下TC4钛合金表面Cr及Mo合金化的微观结构与性能

发布时间:2021-07-15 22:07
  本课题采用强流脉冲电子束(HCPEB)设备分别辐照预涂覆Cr或Mo金属粉末的TC4钛合金材料表面,使其实现材料表面合金化,Cr-TC4体系和Mo-TC4体系的辐照次数是电子束实验中的实验变量,实验均在10次、20次和30次辐照下进行。电子束实验结束后,使用X射线衍射(XRD)、光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、3D激光扫描系统(3D LSM)和透射电镜(TEM)详细且系统的表征辐照合金化处理样品表面的相组成、微观形貌和结构和粗糙度,并分析辐照合金化前后以及不同辐照次数下的变化。之后采用显微硬度计、摩擦磨损试验机以及电化学工作站分别测试了辐照合金化前后样品表面的显微硬度值、摩擦系数及磨损率、自腐蚀电位及自腐蚀电流密度,并根据成分组成和微观结构分析材料表面性能变化的机理。电子束合金化后,两个体系(Cr-TC4体系和Mo-TC4体系)的XRD图谱分析结果表明表面由初始的α+β双相转变为α’+β相结构,且均有新相生成,Cr-TC4体系生成了Cr2Ti Laves相,Mo-TC4体系生成了Al5Mo金属间化合物。OM和SEM的表征结果显示,电子束轰击后... 

【文章来源】:江苏大学江苏省

【文章页数】:76 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

强流脉冲电子束作用下TC4钛合金表面Cr及Mo合金化的微观结构与性能


α-Ti和β-Ti的晶体结构示意图

机械球磨,离子束注入,注入层


图 1.2 机械球磨 5h 后纯钛表面的 Ti-Cu 合金层[36]Fig.1.2 Ti-Cu alloy layer on the surface of pure titanium after mechanical ball milling for 5 h.1.3.2 离子束注入技术离子注入是在真空条件下,利用高能离子束(能量为 100 keV 量级)轰击基体材料表面,离子束与工件中的原子发生一系列物理或化学反应,改变了材料表面的结构和化学成分,进而改善材料表面性能的一种表面处理工艺。与其他处理方法相比,离子束注入技术具有以下特征:(1) 结合良好,注入层与基材之间没有明显的界面;(2) 注入元素在表面层中的分布均匀;(3) 注入过程可选温度范围广泛,低温、中温和高温条件下均可进行处理。王斐杰[38]向 TC4 钛合金表面注入高能、不同剂量的氮离子,发现注入后材料表层的组织发生变化,形成了大量位错和孪晶等缺陷,并且生成了 TiN、Ti2AlN等化合物,注入层的硬度和抗磨损性能提高,表层得到强化。冷崇燕[39]通过 Ag 离

模型图,表面改性层,TC4钛合金,离子注入


图 1.3 Ta+Ag 离子注入 TC4 钛合金表面改性层层状结构模型[39] Layered structure model of surface modified layer of Ti6Al4V alloy implanted b光表面合金化技术表面合金化技术(Laser Surface Alloying, LSA)是指利用高能密度料表面,加热熔化基体材料表层和合金化元素,熔池的冲击搅拌混合入基体形成新的表面合金层[40-41]。LSA 处理过程中,材料表金和化学变化,同时能够在金属表层中生成传统冶炼技术难以获某些化合物。春[42]采用 Al+Pb 混合粉末对 TC4 钛合金进行 LSA 处理,在基体Al3、TiAl 和少量 Al 为主的合金层,显著提高了 TC4 钛合金的高温性能。刘新弟[43]利用 LSA 技术将 WC 颗粒与 TA15 钛合金粉末合金表面,制得了以初生及共晶 TiC/(TiW)C 为主的表面合

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本文编号:3286551

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