钛合金（Ti-6AI-4V）深层离子氮化及其性能研究

发布时间：2021-08-04 13:04

　　针对钛合金耐磨性差、摩擦系数大的弱点，本文采用无氢及有氢辉光离子渗氮对钛合金进行表面改性，并对其组织结构、表面强度、电化学腐蚀行为及摩擦学性能进行了系统分析研究，取得以下结果： 1、改性层的组织成分及结构：当工作气体为氮气（无氢）和氨气（有氢）时，一定制备条件下，都可获得一定厚度的表面改性层。改性层表面由Ti₂N、TiN和α-Ti组成。渗氮改性层明显强化了Ti-6Al-4V基材的表面，Ti-6Al-4V合金经过980℃渗N后，改性层的表层硬度可达HK1846，为Ti-6Al-4V基体的5.27倍，改性层硬度基本和成分一样呈梯度递减。 2、改性层电化学行为：电化学腐蚀试验发现，在0.5M H₂SO₄、0.5MNaCl、0.5M Na₃PO₄溶液中，渗氮改性层表现出所良好的耐蚀特性。 3、改性层摩擦学行为：球-盘磨损试验研究结果表明，当摩擦配副为GCr15钢球时，较低的渗氮温度表现出更好的减摩效果，且耐磨性得到了提高；当摩擦配副为Al₂O

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

试样处理后表面形貌

Tg一200图3.1表面改性层横截面金相组织Fig3.1MieorogarPhofthecross一seetionofrmodifiedlayers改性层检测结果Tab.3.2Cheekingresultofmodifiedlyaer试试样编号号改性层厚度/林mmmTTTlll35000TTT22211000TTT3335000TTT4448000TTT55560444TTT66626000TTT7772333

样有明显的减摩效果。5.3.1.2磨痕形貌图5.3及5.4中(1)、(2)、(3)分别是钦合金Ti一6AI一4v基材及在不同温度下渗氮处理后，经摩擦后的表面形貌。如图5.3所示，基材Ti一6AI一v4的磨痕较宽，其主要的磨损机制为犁削和粘着。图5.4中(l)、(2)、(3)分别是钦合金Ti一6AI一4V在980Co、900Co及820℃下经过渗氮处理后的磨痕形貌。从磨痕表面形貌也可以看出，Ti一6AI一4V经渗N处理后，以粘着磨损为主，并伴有磨粒磨损。工艺温度越低，磨痕越宽。由于渗氮层具有较高的硬度，改性层表面的微凸体切削与之对磨的GCris钢球，使钢球对磨处形成一个小平台

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3321748