钛合金热浸镀铝镀层的磨损行为和磨损机理
发布时间：2022-07-27 13:35
本文通过对TC4钛合金热浸镀后进行不同温度和时间的真空扩散处理,表面获得钛铝金属间化合物镀层。采用MPX-2000型磨损试验机,针对经650℃扩散0.5h后的热浸镀铝镀层在不同工况条件下进行干滑动磨损实验,系统研究了镀层的磨损行为,采用SEM、XRD、EDS、XPS以及显微硬度仪等微观测试手段检测和分析了钛铝镀层的组成和结构以及磨面和剖面的形貌、物相、成分和性能,重点研究了钛铝镀层在磨损过程中摩擦层的形成及作用,探讨了磨损机理。结果表明:TC4钛合金经热浸镀铝及扩散退火后获得TiAl3金属间化合物镀层。扩散温度和保温时间对镀层的组织和结构有一定的影响。分析可知,浸镀铝化后的TC4合金再经650℃扩散0.5h后所获得的钛铝镀层致密,与基体界面结合良好,硬度高达614HV。而随着扩散时间的延长和温度升高,镀层出现了大量的裂纹和孔洞甚至剥落。经650℃扩散0.5h后所获得的钛铝金属间化合物镀层质量最佳。研究发现,钛铝金属间化合物镀层在不同载荷下磨损量随着滑动速度的升高而呈现相似的变化。在滑动速度0.5-4m/s内,磨损量先随速度的升高而降低,在0.75m/s后磨损量先是...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 钛合金简介
1.2.1 钛合金概述
1.2.2 钛合金的应用
1.3 钛合金摩擦磨损
1.3.1 钛合金磨损概述
1.3.2 钛合金干滑动摩擦磨损的研究
1.3.3 钛合金表面耐磨处理技术
1.4 钛合金表面热浸铝技术相关研究
1.5 本文主要研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验流程
2.2 实验材料
2.2.1 实验材料选择
2.2.2 热处理工艺及显微组织
2.3 热浸镀铝及其扩散退火
2.4 磨损实验
2.4.1 试样制备
2.4.2 实验过程及参数
2.5 硬度测试及微观分析
第三章 热浸铝镀层的退火及微观分析
3.1 热浸铝层的显微结构
3.2 扩散后镀层物相分析
3.3 镀层的截面形貌及EDS分析
3.3.1 扩散退火处理后的镀层的截面形貌
3.3.2 扩散退火处理后的镀层的能谱分析
3.4 镀层的硬度分布
3.5 本章小结
第四章 钛铝金属间化合物镀层的磨损行为及特征
4.1 钛铝金属间化合物镀层的磨损量及特征
4.1.1 镀层的磨损量
4.1.2 镀层的磨面物相
4.1.3 镀层的磨面形貌和EDS分析
4.2 钛铝金属间化合物镀层与TC4合金耐磨性的比较
4.2.1 镀层与TC4合金磨损量对比
4.2.2 镀层与TC4合金磨面物相对比
4.2.3 镀层与TC4合金磨面形貌和EDS对比
4.3 本章小结
第五章 钛铝金属间化合物镀层干滑动过程中摩擦层与磨损机理
5.1 镀层的磨损剖面特征分析
5.1.1 磨损剖面形貌
5.1.2 剖面EDS分析
5.1.3 镀层磨面的XPS分析
5.1.4 剖面硬度分布
5.2 镀层在滑动中摩擦层的形成、特征及作用
5.2.1 镀层在滑动中摩擦层的形成
5.2.2 摩擦层的特征及作用
5.3 磨损机理分析
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文及其它科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti6Al4V合金热浸镀铝的空蚀行为研究[J]. 徐垚,崔向红,王树奇,王兰,张秋阳. 热加工工艺. 2015(16)
[2]钛及钛合金渗硼的研究现状与反应机理[J]. 李凤华,王丽娜,衣晓红,樊占国. 材料与冶金学报. 2013(03)
[3]Ti-46Al-2Cr-2Nb和Ti6Al4V合金的干摩擦学性能对比研究[J]. 乔竹辉,程军,李斐,马吉强,符立才,杨军. 摩擦学学报. 2013(03)
[4]Ti6Al4V合金的磨损行为和磨损机制[J]. 茅奕舒,崔向红,王树奇,李冬升,杨子润,孙瑜. 航空材料学报. 2013(02)
[5]TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究[J]. 林翠,赵立才. 稀有金属材料与工程. 2013(03)
[6]TC4合金表面扩散型热浸铝层的组织结构分析[J]. 傅宇东,孙维鑫,高菲,高翔. 金属热处理. 2013(02)
[7]Ti6Al4V合金热浸铝研究[J]. 朱韬,王树奇,茅奕舒,王海帅,余建平. 钢铁钒钛. 2013(01)
[8]钛合金在生物医用领域的应用优势[J]. 雷霆,李红梅. 云南冶金. 2012(05)
[9]TC4合金和P110油管钢摩擦磨损性能的比较[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(09)
[10]温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(08)
硕士论文
[1]钛合金表面化学镀Ni-P和Ni-P-MoS2复合层及耐磨性研究[D]. 赵立才.南昌航空大学 2012
[2]钛合金微弧氧化耐磨陶瓷层制备与性能研究[D]. 施涛.北京交通大学 2011
[3]钛表面热浸铝工艺及反应产物组织与性能的研究[D]. 傅月林.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3665547
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 钛合金简介
1.2.1 钛合金概述
1.2.2 钛合金的应用
1.3 钛合金摩擦磨损
1.3.1 钛合金磨损概述
1.3.2 钛合金干滑动摩擦磨损的研究
1.3.3 钛合金表面耐磨处理技术
1.4 钛合金表面热浸铝技术相关研究
1.5 本文主要研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验流程
2.2 实验材料
2.2.1 实验材料选择
2.2.2 热处理工艺及显微组织
2.3 热浸镀铝及其扩散退火
2.4 磨损实验
2.4.1 试样制备
2.4.2 实验过程及参数
2.5 硬度测试及微观分析
第三章 热浸铝镀层的退火及微观分析
3.1 热浸铝层的显微结构
3.2 扩散后镀层物相分析
3.3 镀层的截面形貌及EDS分析
3.3.1 扩散退火处理后的镀层的截面形貌
3.3.2 扩散退火处理后的镀层的能谱分析
3.4 镀层的硬度分布
3.5 本章小结
第四章 钛铝金属间化合物镀层的磨损行为及特征
4.1 钛铝金属间化合物镀层的磨损量及特征
4.1.1 镀层的磨损量
4.1.2 镀层的磨面物相
4.1.3 镀层的磨面形貌和EDS分析
4.2 钛铝金属间化合物镀层与TC4合金耐磨性的比较
4.2.1 镀层与TC4合金磨损量对比
4.2.2 镀层与TC4合金磨面物相对比
4.2.3 镀层与TC4合金磨面形貌和EDS对比
4.3 本章小结
第五章 钛铝金属间化合物镀层干滑动过程中摩擦层与磨损机理
5.1 镀层的磨损剖面特征分析
5.1.1 磨损剖面形貌
5.1.2 剖面EDS分析
5.1.3 镀层磨面的XPS分析
5.1.4 剖面硬度分布
5.2 镀层在滑动中摩擦层的形成、特征及作用
5.2.1 镀层在滑动中摩擦层的形成
5.2.2 摩擦层的特征及作用
5.3 磨损机理分析
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文及其它科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti6Al4V合金热浸镀铝的空蚀行为研究[J]. 徐垚,崔向红,王树奇,王兰,张秋阳. 热加工工艺. 2015(16)
[2]钛及钛合金渗硼的研究现状与反应机理[J]. 李凤华,王丽娜,衣晓红,樊占国. 材料与冶金学报. 2013(03)
[3]Ti-46Al-2Cr-2Nb和Ti6Al4V合金的干摩擦学性能对比研究[J]. 乔竹辉,程军,李斐,马吉强,符立才,杨军. 摩擦学学报. 2013(03)
[4]Ti6Al4V合金的磨损行为和磨损机制[J]. 茅奕舒,崔向红,王树奇,李冬升,杨子润,孙瑜. 航空材料学报. 2013(02)
[5]TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究[J]. 林翠,赵立才. 稀有金属材料与工程. 2013(03)
[6]TC4合金表面扩散型热浸铝层的组织结构分析[J]. 傅宇东,孙维鑫,高菲,高翔. 金属热处理. 2013(02)
[7]Ti6Al4V合金热浸铝研究[J]. 朱韬,王树奇,茅奕舒,王海帅,余建平. 钢铁钒钛. 2013(01)
[8]钛合金在生物医用领域的应用优势[J]. 雷霆,李红梅. 云南冶金. 2012(05)
[9]TC4合金和P110油管钢摩擦磨损性能的比较[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(09)
[10]温度对TC4钛合金磨损性能和摩擦系数的影响[J]. 姚小飞,谢发勤,韩勇,赵国仙,吴向清. 稀有金属材料与工程. 2012(08)
硕士论文
[1]钛合金表面化学镀Ni-P和Ni-P-MoS2复合层及耐磨性研究[D]. 赵立才.南昌航空大学 2012
[2]钛合金微弧氧化耐磨陶瓷层制备与性能研究[D]. 施涛.北京交通大学 2011
[3]钛表面热浸铝工艺及反应产物组织与性能的研究[D]. 傅月林.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3665547
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