TA2纯钛及TC2钛合金的激光熔覆表面改性研究

发布时间：2017-06-26 20:06

  本文关键词：TA2纯钛及TC2钛合金的激光熔覆表面改性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来激光熔覆技术被广泛用于材料表面改性。本文选择TA2纯钛及TC2钛合金进行表面激光熔覆处理,并采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDX),X射线衍射(XRD),硬度仪及电化学工作站研究了表层微结构、成分、相组成、硬度和抗腐蚀性能在激光处理前后的变化,主要研究结果如下:1)对TA2纯钛表面进行了激光熔覆TiN/Ti,激光功率为3000W,扫描速度分别为4mm/s、6mm/s和8mm/s。熔覆后的基体表面获得以TiN为主要增强相的连续、均匀的复合涂层;熔覆层的显微硬度大大高于基体的硬度,约为基体材料硬度值(250HV)的3-4倍。在3.5 wt%氯化钠水溶液中的动电位极化曲线显示,熔覆处理后样品的最低腐蚀电流密度下降至1.2×10-8A/cm2,是基体的1/1000左右,表明激光熔覆可显著提高纯钛的耐腐蚀性能。2)在激光3000W,扫描速度为4mm/s、6mm/s和8mm/s的条件下在TA2纯钛基体表面熔覆制备了TiB_2/Ni复合涂层。熔覆后的基体表面获得了以Ti为基体,TiB_2和NiTi2为主要增强相的复合涂层,熔覆层与基体形成了牢固的冶金结合。Ti在熔覆层中以树枝晶形式存在,TiB_2以黑色条状组织存在,NiTi2增强相在熔覆层中以白色胞状晶形式存在。激光熔覆复合涂层显微硬度由表及里呈梯度下降,激光熔覆层表面硬度最大值为840 HV,约为基体硬度值的4倍。在3.5 wt%的NaCl水溶液中的动电位极化曲线结果表明:激光熔覆后样品的耐腐蚀性均优于基体,腐蚀电流密度由基体的1.3×10-5A/cm2最低下降到6.6×10-8A/cm2。3)在激光功率3500W,扫描速度分别为4mm/s、6mm/s和8mm/s条件下对TC2钛合金进行了激光熔覆Ti/TiC/TiB_2粉末。结果显示熔覆层主要由Ti,TiC和TiB_2相组成。激光熔覆层的表面最高硬度达到1100HV,比TC2基体硬度(300HV)提高三倍以上。在3.5 wt%的NaCl水溶液中的动电位极化曲线结果表明:激光熔覆后样品的耐腐蚀性能都较基体有所提高,腐蚀电位由基体的-0.303V上升到0.756 V,腐蚀电流密度由基体1.75×10-2A/cm2,最低下降至1.37×10-4A/cm2。
【关键词】：激光熔覆 钛 硬度 耐蚀性
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 钛及钛合金的性质11
• 1.2 钛及钛合金的应用11-12
• 1.3 钛及钛合金表面改性研究12-15
• 1.3.1 电镀12
• 1.3.2 表面氧化处理12-13
• 1.3.3 表面氮化处理13-14
• 1.3.4 电子束表面改性处理14
• 1.3.5 激光表面改性处理14-15
• 1.4 本文研究目的和主要内容15-16
• 第二章 实验材料和实验设备16-21
• 2.1 实验材料16-17
• 2.2 实验设备17-21
• 2.2.1 激光表面处理17-18
• 2.2.2 改性层相分析及表面形貌观察18-19
• 2.2.3 表面改性层硬度的测量19-20
• 2.2.4 抗腐蚀性能测试20-21
• 第三章 TA2纯钛表面激光熔覆TiN/Ti复合涂层的研究21-35
• 3.1 实验试样制备与参数的选择21-22
• 3.2 熔覆层XRD物相分析22
• 3.3 熔覆层组织形貌分析22-30
• 3.4 熔覆层显微硬度分析30-31
• 3.5 熔覆层耐腐蚀性能分析31-33
• 3.6 本章小结33-35
• 第四章 TA2纯钛表面激光熔覆TiB_2/Ni复合涂层的研究35-48
• 4.1 实验试样制备与处理参数的选择35-36
• 4.2 熔覆层XRD物相分析36-37
• 4.3 熔覆层组织形貌分析37-44
• 4.4 熔覆试样显微硬度分析44-45
• 4.5 熔覆试样耐腐蚀性能分析45-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 TC2钛合金表面激光熔覆Ti/TiC/TiB_2复合涂层的研究48-60
• 5.1 实验试样制备与参数的选择48-49
• 5.2 熔覆层XRD物相分析49
• 5.3 熔覆层组织形貌分析49-55
• 5.4 熔覆试样显微硬度分析55-56
• 5.5 熔覆试样耐腐蚀性能分析56-58
• 5.6 本章小结58-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果66-67
• 致谢67-68

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  本文关键词：TA2纯钛及TC2钛合金的激光熔覆表面改性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：487414