钛及钛合金脉冲等离子体爆炸表面改性研究
发布时间：2022-01-25 02:24
脉冲等离子体爆炸技术（PPD）将气体爆炸与等离子体技术结合,在材料表面迅速升温、冷却的过程中发生合金化反应以及自淬火效应,从而制备出耐磨、耐蚀的改性层。TA2和TC4虽然综合力学性能好,但耐磨性差。在TA2和TC4表面进行PPD处理可以提高其耐磨、耐蚀性能,扩大其应用范围。本文在TA2表面进行PPD处理,研究电容值（C）、脉冲次数（N）、冷却气体（CG）对TA2改性层组织、形貌和性能的影响;并对相同工艺条件下TA2与TC4改性层的组织、形貌、性能和强化机制进行了对比分析。研究不同工艺参数对TA2和TC4改性层的耐磨性、耐蚀性影响,并对其磨损机制进行分析。研究结果表明:PPD处理后TA2改性层由TiN、TiN0.3、TixOy、Ti、以及少量W相组成。随着电容值和脉冲次数的增加,TA2改性层的表面粗糙度、改性层厚度和平均硬度不断增加,改性层中柱状枝晶更加发达。空气作为冷却气体比氩气和氮气效果更好。当电容800μF,脉冲2次,空气冷却时,TA2改性层的综合性能最佳,其表面粗糙度为3.44μm,硬度最大值位于距表面20μm处为...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲等离子体爆炸装置示意图
第 2 章 实验材料与方法2.1 实验材料本文选用商用 TA2 和 TC4 作为实验材料，化学组成如表 2-1 所示。TA2 组织中仅存在 α-Ti，TC4 中 α-Ti、β-Ti 共存，组织形貌如图 2-1 所示。表 2-1 实验材料化学组成 (质量分数，%)Table 2-1 Chemical composition of experimental materials (mass fraction, %)材料 Ti Al V Fe C N H OTA2 99.34 0 0 0.30 0.10 0.05 0.01 0.20TC4 89.04 6.20 4.10 0.30 0.10 0.05 0.01 0.20
硕士学位论文 第 2 章 实然后在无水乙醇溶液中超声清洗 10min，最后烘干试件装使用脉冲等离子体爆炸装置在两种试件表面制备强化改性。装置采用纯钨电极，电源电压为 5KV，爆炸气体为丙烷合气体比例 1: 4: 3.5，枪口距试件 50 mm。研究的变量参次数（N）、冷却气体（CG），具体参数值如表 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁复合场对Ni60激光熔覆层表面裂纹与组织结构的影响[J]. 林英华,姚建华,袁莹,陈钢,张群莉,王梁. 电加工与模具. 2018(01)
[2]脉冲爆炸-等离子体技术处理对T8钢表层组织和性能的影响[J]. 张林伟,余玖明,张旭,邹晋,陆德平,陆磊. 材料工程. 2017(05)
[3]T8钢的脉冲爆炸-等离子体处理表面改性[J]. 张林伟,张旭,余玖明,邹晋,陆德平,陆磊. 金属热处理. 2016(10)
[4]TA2钛合金真空脉冲气体氮化层的性能[J]. 祝园园,熊茫茫,杨闯,杨峰,马亚芹,刘静. 材料保护. 2016(04)
[5]M2高速钢表面脉冲爆炸-等离子体改性后的组织结构及性能[J]. 余玖明,张林伟,邹晋,付青峰,周喆,陆磊. 材料保护. 2016(03)
[6]脉冲爆炸-等离子体处理M42高速钢的表面改性[J]. 廖先金,陆磊,付青峰,周喆,余玖明,邹晋,张林伟,陆德平. 金属热处理. 2015(12)
[7]H13钢表面脉冲等离子爆炸改性层的组织及性能[J]. 邹晋,刘成成,陆德平,余玖明,周喆,张林伟,付青峰,陆磊. 金属热处理. 2015(11)
[8]TC4钛合金高温氧化行为[J]. 曾尚武,江海涛,赵爱民. 稀有金属材料与工程. 2015(11)
[9]激光表面改性后TC4钛合金的表面层耐磨性分析[J]. 王庆红,王红英. 铸造技术. 2015(08)
[10]SiO2、Al2O3、ZrO2对磨副材料对离子渗氮工业纯钛TA2磨损性能的影响[J]. 侯斌斌,岳文,杜迎军,佘丁顺,杨兴宽,刘家浚. 材料热处理学报. 2015(S1)
博士论文
[1]超声滚压对Ti-6Al-4V合金高低周疲劳性能影响研究[D]. 毛淼东.华东理工大学 2018
[2]表面纳米化对钛及其合金疲劳性能的影响[D]. 温爱玲.大连交通大学 2011
[3]氮电弧熔化法制备TiN层的研究[D]. 李欣.吉林大学 2008
硕士论文
[1]微波烧结原位合成TiB2钢结硬质合金组织及性能研究[D]. 李乐乐.南昌航空大学 2018
[2]钛合金表面激光熔覆高熵合金涂层研究[D]. 李涵.大连理工大学 2017
[3]Cr12MoV钢脉冲等离子体爆炸表面改性研究[D]. 刘成成.南昌航空大学 2016
[4]医用多孔Ti-Mo合金的微波烧结制备及水热活化处理[D]. 鲍路姿.南昌航空大学 2016
[5]钛合金表面激光制备高承载硬化层工艺与组织性能研究[D]. 王艳芳.北京工业大学 2016
[6]冷变形对TB8高强钛合金性能的提升及应用[D]. 赵文龙.河南科技大学 2014
[7]TC4合金表面等离子渗Zr及Zr-N复合渗层制备及性能研究[D]. 陈凯.太原理工大学 2014
[8]钛合金激光气体氮化工艺与性能研究[D]. 易云杰.浙江工业大学 2013
[9]碳离子注入Ti-6Al-4V和TAMZ合金的耐蚀及耐磨行为研究[D]. 杨慧.大连海事大学 2012
[10]TA2激光—氮化复合改性研究[D]. 付现桥.中国石油大学 2011
本文编号：3607730
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲等离子体爆炸装置示意图
第 2 章 实验材料与方法2.1 实验材料本文选用商用 TA2 和 TC4 作为实验材料，化学组成如表 2-1 所示。TA2 组织中仅存在 α-Ti，TC4 中 α-Ti、β-Ti 共存，组织形貌如图 2-1 所示。表 2-1 实验材料化学组成 (质量分数，%)Table 2-1 Chemical composition of experimental materials (mass fraction, %)材料 Ti Al V Fe C N H OTA2 99.34 0 0 0.30 0.10 0.05 0.01 0.20TC4 89.04 6.20 4.10 0.30 0.10 0.05 0.01 0.20
硕士学位论文 第 2 章 实然后在无水乙醇溶液中超声清洗 10min，最后烘干试件装使用脉冲等离子体爆炸装置在两种试件表面制备强化改性。装置采用纯钨电极，电源电压为 5KV，爆炸气体为丙烷合气体比例 1: 4: 3.5，枪口距试件 50 mm。研究的变量参次数（N）、冷却气体（CG），具体参数值如表 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁复合场对Ni60激光熔覆层表面裂纹与组织结构的影响[J]. 林英华,姚建华,袁莹,陈钢,张群莉,王梁. 电加工与模具. 2018(01)
[2]脉冲爆炸-等离子体技术处理对T8钢表层组织和性能的影响[J]. 张林伟,余玖明,张旭,邹晋,陆德平,陆磊. 材料工程. 2017(05)
[3]T8钢的脉冲爆炸-等离子体处理表面改性[J]. 张林伟,张旭,余玖明,邹晋,陆德平,陆磊. 金属热处理. 2016(10)
[4]TA2钛合金真空脉冲气体氮化层的性能[J]. 祝园园,熊茫茫,杨闯,杨峰,马亚芹,刘静. 材料保护. 2016(04)
[5]M2高速钢表面脉冲爆炸-等离子体改性后的组织结构及性能[J]. 余玖明,张林伟,邹晋,付青峰,周喆,陆磊. 材料保护. 2016(03)
[6]脉冲爆炸-等离子体处理M42高速钢的表面改性[J]. 廖先金,陆磊,付青峰,周喆,余玖明,邹晋,张林伟,陆德平. 金属热处理. 2015(12)
[7]H13钢表面脉冲等离子爆炸改性层的组织及性能[J]. 邹晋,刘成成,陆德平,余玖明,周喆,张林伟,付青峰,陆磊. 金属热处理. 2015(11)
[8]TC4钛合金高温氧化行为[J]. 曾尚武,江海涛,赵爱民. 稀有金属材料与工程. 2015(11)
[9]激光表面改性后TC4钛合金的表面层耐磨性分析[J]. 王庆红,王红英. 铸造技术. 2015(08)
[10]SiO2、Al2O3、ZrO2对磨副材料对离子渗氮工业纯钛TA2磨损性能的影响[J]. 侯斌斌,岳文,杜迎军,佘丁顺,杨兴宽,刘家浚. 材料热处理学报. 2015(S1)
博士论文
[1]超声滚压对Ti-6Al-4V合金高低周疲劳性能影响研究[D]. 毛淼东.华东理工大学 2018
[2]表面纳米化对钛及其合金疲劳性能的影响[D]. 温爱玲.大连交通大学 2011
[3]氮电弧熔化法制备TiN层的研究[D]. 李欣.吉林大学 2008
硕士论文
[1]微波烧结原位合成TiB2钢结硬质合金组织及性能研究[D]. 李乐乐.南昌航空大学 2018
[2]钛合金表面激光熔覆高熵合金涂层研究[D]. 李涵.大连理工大学 2017
[3]Cr12MoV钢脉冲等离子体爆炸表面改性研究[D]. 刘成成.南昌航空大学 2016
[4]医用多孔Ti-Mo合金的微波烧结制备及水热活化处理[D]. 鲍路姿.南昌航空大学 2016
[5]钛合金表面激光制备高承载硬化层工艺与组织性能研究[D]. 王艳芳.北京工业大学 2016
[6]冷变形对TB8高强钛合金性能的提升及应用[D]. 赵文龙.河南科技大学 2014
[7]TC4合金表面等离子渗Zr及Zr-N复合渗层制备及性能研究[D]. 陈凯.太原理工大学 2014
[8]钛合金激光气体氮化工艺与性能研究[D]. 易云杰.浙江工业大学 2013
[9]碳离子注入Ti-6Al-4V和TAMZ合金的耐蚀及耐磨行为研究[D]. 杨慧.大连海事大学 2012
[10]TA2激光—氮化复合改性研究[D]. 付现桥.中国石油大学 2011
本文编号：3607730
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