钛合金离子渗氮后的组织及耐磨性能 被引量：13

1

作者 贺瑞军 孙枫 +1 位作者 王琳 佟小军 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期25-29,共5页

对TC4及TA7钛合金分别在900℃进行离子渗氮工艺试验,借助于SEM、XRD等分析了渗层组织,测量了渗氮层显微硬度及渗氮深度,测试了渗氮层的耐磨性能。结果表明,钛合金离子渗氮可形成化合物层+扩散层的典型渗氮层,总渗氮深度可达100μm以上,... 对TC4及TA7钛合金分别在900℃进行离子渗氮工艺试验,借助于SEM、XRD等分析了渗层组织,测量了渗氮层显微硬度及渗氮深度,测试了渗氮层的耐磨性能。结果表明,钛合金离子渗氮可形成化合物层+扩散层的典型渗氮层,总渗氮深度可达100μm以上,渗氮层表面硬度达1200 HV0.1以上。TC4钛合金850℃渗氮16 h后,耐磨性能与基体相比显著提高。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 组织 耐磨性能

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钛合金表面MoS_2/TiN复合涂层的摩擦性能研究 被引量：10

2

作者 王利捷 杨军胜 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期11-13,共3页

采用复合处理的工艺方法,在Ti-6Al-4V合金表面制备复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析复合涂层表面相结构、表面及截面微观形貌和沿截面各元素分布状态。对不同处理后的截面硬度梯度进行了分析比较,在MM-200磨... 采用复合处理的工艺方法,在Ti-6Al-4V合金表面制备复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析复合涂层表面相结构、表面及截面微观形貌和沿截面各元素分布状态。对不同处理后的截面硬度梯度进行了分析比较,在MM-200磨损实验机上测定了复合涂层的摩擦性能。结果显示,复合涂层是由单质的Ti,Mo和MoS2,TiN以及过渡层组成,在干摩擦、纯滑动的条件下摩擦性能优良。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 磁控溅射 MoS2/TiN复合涂层

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激光气体渗氮工艺对TC4钛合金表面性能的影响 被引量：7

3

作者 王一龙 俞伟元 +4 位作者 路文江 刘新亚 王海龙 朱海旭 张宏伟 《电焊机》 2016年第11期45-49,共5页

钛合金属于粘性材料,易发生粘着磨损,为提高钛合金件作为摩擦副使用时的寿命,需提高钛合金表面硬度及耐磨性。利用连续激光器在TC4合金表面进行激光气体渗氮,生成金黄色的氮化层。用SEM、EDS、XRD分析试样渗氮层的微观组织、元素分布以... 钛合金属于粘性材料,易发生粘着磨损,为提高钛合金件作为摩擦副使用时的寿命,需提高钛合金表面硬度及耐磨性。利用连续激光器在TC4合金表面进行激光气体渗氮,生成金黄色的氮化层。用SEM、EDS、XRD分析试样渗氮层的微观组织、元素分布以及物质组成。结果表明,经激光气体渗氮后在TC4表面生成了以Ti N为增强相的改性层,并且在未渗氮区有黑色粉末状Ti N生成。表层由氮化层、热影响区及母材组成。渗氮层与基材发生冶金结合,结合强度高,不易剥落。随着激光功率的提升,渗氮层厚度及硬度都有所增加。当功率为1 200 W时,钛合金表面渗氮层最高硬度超过1 800 HV0.3,渗氮层厚度也最大。在氮气流量为10 L/min时整个渗氮层中氮元素的含量相对较高。经过激光气体表面渗氮后渗氮层的摩擦系数较基体材料摩擦系数有明显降低,耐磨性更好。 展开更多

关键词 钛合金 激光渗氮 激光渗氮层组织结构 渗氮层硬度及耐磨性

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钛合金离子渗氮工艺研究 被引量：6

4

作者 田华 《热处理》 CAS 2013年第2期39-41,共3页

研究了Ti-6A1-4V(TC4)钛合金经不同温度和时间离子渗氮后渗层的表面硬度、深度和显微组织。结果表明,在H2∶N2比为3∶1的气氛中经860～900℃、8～10 h离子渗氮后,渗层深度为0.20～0.25 mm,表面硬度为900～1341 HV0.1,渗层组织由δ-TiN... 研究了Ti-6A1-4V(TC4)钛合金经不同温度和时间离子渗氮后渗层的表面硬度、深度和显微组织。结果表明,在H2∶N2比为3∶1的气氛中经860～900℃、8～10 h离子渗氮后,渗层深度为0.20～0.25 mm,表面硬度为900～1341 HV0.1,渗层组织由δ-TiN、ε相和氮在α+β内的固溶体组成。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 渗氮层

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α型钛合金离子渗氮工艺 被引量：6

5

作者 王琳 孙枫 王赟 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期166-169,共4页

研究了离子渗氮温度、渗氮时间对TA7钛合金的渗氮层的组织、动力学模型和硬度的影响。结果表明:TA7钛合金经离子渗氮后,渗氮层由化合物层(TiN+Ti2N相)+扩散层(α-Ti(N)相)组成。TA7钛合金经低温(T≤800℃)短时(t≤16h)渗氮时,渗氮层的... 研究了离子渗氮温度、渗氮时间对TA7钛合金的渗氮层的组织、动力学模型和硬度的影响。结果表明:TA7钛合金经离子渗氮后,渗氮层由化合物层(TiN+Ti2N相)+扩散层(α-Ti(N)相)组成。TA7钛合金经低温(T≤800℃)短时(t≤16h)渗氮时,渗氮层的主要变化为相结构的改变,但是渗氮层的深度随渗氮时间的变化不大。TA7钛合金离子渗氮前期16h内表面硬度显著地提高,可达基体硬度的2~4倍。TA7合金在渗氮温度T≥850℃,渗氮时间t=16h工艺下可得到较好的渗层组织和渗层硬度梯度。 展开更多

关键词 α型钛合金 离子渗氮 组织 硬度

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TC4钛合金的离子渗氮工艺 被引量：6

6

作者 王琳 孙枫 +1 位作者 王赟 佟小军 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期171-175,共5页

对TC4钛合金进行一系列离子渗氮试验,研究了离子渗氮温度、时间对渗层组织结构、显微硬度及表面残余应力的影响。结果表明：TC4钛合金经离子渗氮后表面硬度均可提高至基体的2~4倍,且表面为残余压应力状态。当渗氮温度〈800℃或渗氮时间... 对TC4钛合金进行一系列离子渗氮试验,研究了离子渗氮温度、时间对渗层组织结构、显微硬度及表面残余应力的影响。结果表明：TC4钛合金经离子渗氮后表面硬度均可提高至基体的2~4倍,且表面为残余压应力状态。当渗氮温度〈800℃或渗氮时间〈8 h时,表面形成氮化物数量较少,光镜下只能观察到扩散层,随着渗氮温度的升高,渗氮时间的延长,表面由Ti N＋Ti2N组成的化合物层厚度增加,致密性增强,硬度也随之增加。TC4钛合金经850℃×16 h离子渗氮后表面硬度可达到900 HV0.1左右,渗氮层由致密的化合物层＋扩散层组成。随着渗氮温度继续增加,渗氮时间继续延长,表层氮化物聚集长大,渗氮层开始变得疏松。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 组织 硬度 残余应力

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钛合金表面氮化技术研究进展 被引量：3

7

作者 刘鹏 刘晓鹤 《材料开发与应用》 CAS 2015年第6期90-93,共4页

本文概述了近年来为了提高钛及钛合金表面耐磨性在钛合金表面制备氮化钛膜层而采用的表面处理技术。从气体氮化、液体氮化以及离子氮化三方面讨论了每种工艺方法所获表面改性层的结构和性能特征及其适应范围。

关键词 钛合金 氮化钛 气体氮化 液体氮化 离子氮化

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钛合金等离子体表面渗氮改性的研究进展 被引量：5

8

作者 赵福帅 李永康 +4 位作者 毕永洁 王政伟 邵明昊 郭恒蛟 李杨 《热处理技术与装备》 2021年第4期54-60,共7页

钛合金具有强度高、耐蚀性好、稳定性好、生物相容性强等特性,在航天航空等行业具有广阔的应用前景,但其硬度低、耐磨性差,使其应用受到了限制。对钛合金进行等离子体表面渗氮强化处理是目前应用较为广泛的技术。本文将对钛合金的直流... 钛合金具有强度高、耐蚀性好、稳定性好、生物相容性强等特性,在航天航空等行业具有广阔的应用前景,但其硬度低、耐磨性差,使其应用受到了限制。对钛合金进行等离子体表面渗氮强化处理是目前应用较为广泛的技术。本文将对钛合金的直流辉光离子渗氮、活性屏离子渗氮、辅助阴极离子渗氮、空心阴极辅助离子渗氮、激光辅助离子渗氮以及氮离子注入技术等表面等离子体渗氮工艺进行综述。 展开更多

关键词 表面改性 钛合金 等离子体 渗氮

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离子渗氮时Ti-6Al-4V表面粗糙度的影响 被引量：4

9

作者 马欣新 王晓荣 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 1997年第4期82-84,共3页

利用直流辉光放电化学热处理方法对工业用Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行离子渗氮处理，主要研究了不同温度，不同时间条件下钛合金表面粗糙度的变化情况。研究结果表明，高温离子渗氮在一定程度上使钛合金的表面粗糙度变差，其中离子渗氮... 利用直流辉光放电化学热处理方法对工业用Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行离子渗氮处理，主要研究了不同温度，不同时间条件下钛合金表面粗糙度的变化情况。研究结果表明，高温离子渗氮在一定程度上使钛合金的表面粗糙度变差，其中离子渗氮温度影响比较明显。 展开更多

关键词 钛合金 表面粗糙度 离子渗氮

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钛合金离子渗氮表面完整性研究 被引量：5

10

作者 贺瑞军 孙枫 +1 位作者 王琳 佟小军 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期77-81,共5页

对Ti-6Al-4V钛合金真空离子渗氮层的表面完整性进行测试。分析了渗氮温度、时间等工艺参数对渗层表面粗糙度、残余应力等的影响规律和机制。研究表明,在650~900℃范围内,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加,表面粗糙度总体呈现增加的... 对Ti-6Al-4V钛合金真空离子渗氮层的表面完整性进行测试。分析了渗氮温度、时间等工艺参数对渗层表面粗糙度、残余应力等的影响规律和机制。研究表明,在650~900℃范围内,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加,表面粗糙度总体呈现增加的趋势。其中,渗氮温度从700℃增加到750℃,渗氮层表面粗糙度大幅增加,残余应力转变为残余压应力,且应力绝对值显著增加。证明钛合金反应扩散渗氮机制启动温度在700~750℃范围内,从而,钛合金离子渗氮适合的温度应大于750℃。同时表明,钛合金渗氮层表面完整性与反应扩散渗氮行为密切相关。在渗氮温度不高于850℃,渗氮时间不超过16 h的条件下,因渗氮引起的表面粗糙度增加不超过0.3μm,渗层表面残余压应力可达-500 MPa。 展开更多

关键词 钛合金 表面粗糙度 表层残余应力 离子渗氮

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钛合金表面半导体激光气体氮化涂层的性能研究 被引量：5

11

作者 郭士锐 郭小锋 +2 位作者 易云杰 姚建华 曹衍龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期201-206,共6页

目的提升钛合金(TC4)叶片表面性能,解决失效问题。方法实验采用激光局部气体氮化工艺代替传统氮化工艺,利用2 k W柔性光纤耦合半导体激光器在钛合金(TC4)基体表面采用气体氮化的方法制备TiN表面改性层。采用摩擦磨损试验机和改制的汽蚀... 目的提升钛合金(TC4)叶片表面性能,解决失效问题。方法实验采用激光局部气体氮化工艺代替传统氮化工艺,利用2 k W柔性光纤耦合半导体激光器在钛合金(TC4)基体表面采用气体氮化的方法制备TiN表面改性层。采用摩擦磨损试验机和改制的汽蚀装置分别测试了氮化层与基体(TC4)的耐磨性与抗汽蚀性能。结果摩擦磨损实验后,激光氮化层的质量损失为2.3 mg,基体TC4的质量损失为20.2 mg,激光氮化层的损失质量为基体TC4的11.3%,激光氮化层抗磨损性能相较基体TC4提高了7倍。TC4基体汽蚀损失的质量为4.08 mg,而氮化层的质量损失为1.13 mg,氮化层的抗汽蚀性能比基体提高了2.61倍。结论采用半导体激光气体氮化钛合金叶片能够得到分布着大量TiN枝晶的氮化层,提高表面耐磨损性能,氮化层中的TiN枝晶构成的网篮状组织对其表面抗汽蚀性能也有所提高。 展开更多

关键词 钛合金 激光气体氮化 半导体激光器 耐磨性性能 抗汽蚀性能 表面改性

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钛合金离子渗氮层的摩擦磨损行为 被引量：4

12

作者 成亦飞 王琳 +1 位作者 贺瑞军 王赟 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期170-172,共3页

利用摩擦磨损试验机、光学显微镜、扫描电镜及显微硬度计研究了不同对磨副下钛合金离子渗氮层的组织和摩擦磨损性能。结果表明:钛合金经离子渗氮后,表层由白亮的化合物相层(TiN+Ti2N)层+白色等轴晶的近α(N)-Ti相扩散层组成。当对磨副... 利用摩擦磨损试验机、光学显微镜、扫描电镜及显微硬度计研究了不同对磨副下钛合金离子渗氮层的组织和摩擦磨损性能。结果表明:钛合金经离子渗氮后,表层由白亮的化合物相层(TiN+Ti2N)层+白色等轴晶的近α(N)-Ti相扩散层组成。当对磨副材料的硬度低于渗氮钛合金表面硬度时,钛合金表面无明显的磨损痕迹;当对磨副材料的硬度高于渗氮钛合金表面硬度时,钛合金离子渗氮层中化合物相层的耐磨性明显优于扩散层的耐磨性,磨损形式主要以犁沟磨损+轻微的黏着磨损为主。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 组织 摩擦磨损性能

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钛合金的渗氮工艺及机理研究进展

13

作者 李聪 莫帆 +1 位作者 肖辉 陈汪林 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期14-26,共13页

对钛合金的气体渗氮、真空渗氮、离子渗氮、激光渗氮、稀土催化渗氮、复合渗氮等工艺的研究现状进行了全面梳理,重点阐述了渗氮温度、渗氮时间、气压、氮含量、间歇周期、渗氮气氛、激光功率、扫描速度等工艺参数对钛合金渗氮层组织和... 对钛合金的气体渗氮、真空渗氮、离子渗氮、激光渗氮、稀土催化渗氮、复合渗氮等工艺的研究现状进行了全面梳理,重点阐述了渗氮温度、渗氮时间、气压、氮含量、间歇周期、渗氮气氛、激光功率、扫描速度等工艺参数对钛合金渗氮层组织和性能的影响,详细分析了渗氮层显微组织的演变规律和性能提升的机理。最后,介绍了目前发展的新型钛合金渗氮工艺,总结了实际生产中钛合金各渗氮工艺的优缺点以及应用中存在的问题,并对未来钛合金渗氮工艺的发展方向进行了一定的展望,以期为钛合金渗氮层性能优化与表面强化技术的发展提供有益借鉴。 展开更多

关键词 钛合金 渗氮工艺 渗氮层 工艺参数 显微组织 性能提升

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Ti6Al4V表面激光改性层重熔处理的微观组织特征及宽温域摩擦学性能研究 被引量：4

14

作者 成前前 万善宏 +2 位作者 易戈文 张鹏林 王文珍 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期470-481,共12页

采用激光复合工程技术对Ti6Al4V基体表面进行强化耐磨处理,首先在Ti6Al4V合金表面进行激光氮化[Ti(N)]和氮氧化[Ti(N,O)]处理,然后在纯氩气气氛中分别对Ti(N)层和Ti(N,O)层进行激光重熔处理,制备了组织分布更为均匀的重熔氮化层[Re-Ti(... 采用激光复合工程技术对Ti6Al4V基体表面进行强化耐磨处理,首先在Ti6Al4V合金表面进行激光氮化[Ti(N)]和氮氧化[Ti(N,O)]处理,然后在纯氩气气氛中分别对Ti(N)层和Ti(N,O)层进行激光重熔处理,制备了组织分布更为均匀的重熔氮化层[Re-Ti(N)]和重熔氮氧化层[Re-Ti(N,O)].组织结构分析揭示了Re-Ti(N)层主要由富氮αˊ-Ti和TiNx组成,而Re-Ti(N,O)层则主要由富氧αˊ-Ti和TiN_(x)O_(y)组成.相对于Ti6Al4V基体,Re-Ti(N)层和Re-Ti(N,O)层的硬度、弹性模量和磨损量降低了2倍以上,然而激光复合处理前后材料均表现出较大的摩擦系数.相对于ReTi(N)层,氧原子的加入,不仅能够有效细化组织和提升强韧度,而且显著抑制了摩擦界面的黏着磨损.通过磨屑结构分析进一步验证了基体黏着磨损机制和重熔改性层磨粒磨损机制. 展开更多

关键词 钛合金 激光渗氮 表面改性 摩擦磨损 氧化膜

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钛合金表面激光气体氮化及其HA复合涂层的制备 被引量：2

15

作者 张春华 王丹 +3 位作者 张松 王强 张扬 刘常升 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2008年第6期653-657,共5页

针对医用钛合金在临床应用中易出现耐磨性差、有毒合金元素溶解引起生理病变等问题,采用化学反应法在医用Ti6Al4V合金基材及其激光氮化改性层表面制备羟基磷灰石(HA)涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX)对改性层的组织形貌及成... 针对医用钛合金在临床应用中易出现耐磨性差、有毒合金元素溶解引起生理病变等问题,采用化学反应法在医用Ti6Al4V合金基材及其激光氮化改性层表面制备羟基磷灰石(HA)涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX)对改性层的组织形貌及成分进行分析.结果表明,钛合金表面经过酸碱及生物活性预钙化处理,其沉积类骨磷灰石能力明显增强,经过激光氮化改性的钛合金沉积速率及沉积效果均优于Ti6Al4V基体合金.试验证明,激光氮化改性可改善钛合金的生物相容性. 展开更多

关键词 生物材料 钛合金 激光气体氮化 羟基磷灰石 化学沉积

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基于Ansys模拟的钛合金筒形工件离子渗氮温度场分析 被引量：1

16

作者 韩啸 贺瑞军 +3 位作者 朱硕 王赟 冯润华 孔令利 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期258-264,共7页

针对钛合金离子渗氮过程中无法实时获取筒形工件温度分布的问题,通过基于Ansys的稳态温度场数值模拟,对多种渗氮工况、不同尺寸的钛合金筒形工件温度场进行模拟,获得一系列筒体工件温度场分布特性。结果表明,钛合金筒形工件在理想离子... 针对钛合金离子渗氮过程中无法实时获取筒形工件温度分布的问题,通过基于Ansys的稳态温度场数值模拟,对多种渗氮工况、不同尺寸的钛合金筒形工件温度场进行模拟,获得一系列筒体工件温度场分布特性。结果表明,钛合金筒形工件在理想离子渗氮过程中,工件表面最大温差达到7.8℃,温度场为对称分布,在轴向呈现出中心高两端低的特点;增加两端辅助加热后,相同筒形工件表面最大温差缩小至5.6℃,工件两端温度显著提高,温度场均匀性得到改善,但温度场均匀性会随着筒体壁厚的增加而变差;通过调整辅助功率,可以改善筒体轴向温度均匀性。在径向,筒体内壁温度要高于外壁,且内外壁温度差会随着壁厚的增加而增加。该数值模拟结果,可为钛合金筒形工件的离子渗氮工艺优化提供参考。 展开更多

关键词 钛合金 离子渗氮 温度场 热处理 ANSYS模拟

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前置渗氧对TC4钛合金低温等离子复合渗层微观结构和耐磨损性能的影响 被引量：1

17

作者 王海峰 张志明 +5 位作者 牛云松 杨延格 董志宏 朱圣龙 于良民 王福会 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1355-1364,共10页

针对钛合金硬度低、耐磨性差的缺点,提出了一种由渗氧和氧氮共渗两个过程组成的低温等离子复合渗工艺,并着重研究了前置渗氧对钛合金表面微观结构、物相组成及耐磨性能的影响。利用SEM、TEM、XRD等手段对复合渗层的微观结构和相组成进... 针对钛合金硬度低、耐磨性差的缺点,提出了一种由渗氧和氧氮共渗两个过程组成的低温等离子复合渗工艺,并着重研究了前置渗氧对钛合金表面微观结构、物相组成及耐磨性能的影响。利用SEM、TEM、XRD等手段对复合渗层的微观结构和相组成进行了分析,结果表明,等离子复合渗处理的钛合金样品渗层主要由化合物层和扩散层组成,物相为金红石型TiO_(2)和氮化物TiN_(0.26)。采用显微硬度计、纳米压痕仪和往复式摩擦试验机对渗层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了表征,结果表明,与传统等离子渗氮相比,等离子复合渗处理可增加渗层的厚度,显著提高钛合金的硬度和弹性模量,大幅改善钛合金的耐磨损性能。 展开更多

关键词 钛合金 等离子渗氮 硬度 等离子渗氧 耐磨

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钛金属表面气体元素扩散耐磨处理技术的发展 被引量：2

18

作者 李争显 张雪峰 +2 位作者 陈敏 李伟 罗小峰 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2021年第6期28-35,共8页

针对近年来钛及钛合金表面气体元素扩散耐磨处理技术的研究进展进行了总结梳理。认为对钛合金表面进行渗氧、渗氮和渗碳耐磨处理,都可以起到提高表面硬度,改善表面耐磨性能的效果,结合真空和等离子体等技术,可以使得扩散层厚度增加,但... 针对近年来钛及钛合金表面气体元素扩散耐磨处理技术的研究进展进行了总结梳理。认为对钛合金表面进行渗氧、渗氮和渗碳耐磨处理,都可以起到提高表面硬度,改善表面耐磨性能的效果,结合真空和等离子体等技术,可以使得扩散层厚度增加,但需要结合工艺选择恰当的参数,不然会对材料力学性能带来较大的影响。另外耐磨状态是多样的,没有一种耐磨层能够适合于所有的摩擦环境;同时现代的服役环境更趋于复杂,不仅要求耐磨,还有耐蚀、导电等其它功能方面的要求,这样,就需要材料表面设计者,依据服役的苛刻条件,结合多场的相互作用关系,在现有表面技术的基础上设计和创新。 展开更多

关键词 钛合金 气体扩散耐磨处理 渗氧 渗氢 渗碳 表面硬度

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Ti6Al4V合金表面渗氮层的组织、耐摩擦和耐腐蚀性能 被引量：1

19

作者 董敏鹏 吴国东 +2 位作者 李金龙 马付良 王志军 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期87-92,共6页

采用高温气体渗氮对Ti6Al4V合金进行表面渗氮处理。研究了钛合金表面渗氮层的组织结构、摩擦学性能和人工海水中的电化学性能。结果表明,渗氮层存在氮化物层和扩散层,在Ti6Al4V合金表面发现了δ-TiN相和ε-Ti_2N相。渗氮层近表面区域硬... 采用高温气体渗氮对Ti6Al4V合金进行表面渗氮处理。研究了钛合金表面渗氮层的组织结构、摩擦学性能和人工海水中的电化学性能。结果表明,渗氮层存在氮化物层和扩散层,在Ti6Al4V合金表面发现了δ-TiN相和ε-Ti_2N相。渗氮层近表面区域硬度最高可达25 GPa、弹性模量达320 GPa。渗氮层的摩擦系数和磨损率显著降低;渗氮样品在人工海水中的腐蚀速率降低、抗腐蚀性能明显提高。 展开更多

关键词 钛合金渗氮 表面渗氮层 组织结构 摩擦学性能 电化学性能

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激光维持等离子体钛合金表面渗氮研究进展 被引量：1

20

作者 郭晋昌 石玗 +1 位作者 耿培彪 朱明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期109-114,共6页

钛合金具有强度高、密度小等诸多优点,在航空航天等行业具有广阔的应用前景,但是硬度低和耐磨性差限制了其进一步应用。利用物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等方法可提高钛合金表面硬度和耐磨性,但是这些方法存在效率低等缺点。... 钛合金具有强度高、密度小等诸多优点,在航空航天等行业具有广阔的应用前景,但是硬度低和耐磨性差限制了其进一步应用。利用物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等方法可提高钛合金表面硬度和耐磨性,但是这些方法存在效率低等缺点。钛合金表面激光气体渗氮可快速提高钛合金表面硬度和耐磨性,但是渗氮工艺复杂,需要解决很多科学和技术问题。国内学者开始重视此方面研究,国外学者的研究已经取得了一些成果,目前的研究热点是渗氮过程的机理和等离子体对渗氮过程的影响。最近几年,国外学者采用高速摄像配合不同波长的透镜对等离子体进行系统化拍摄研究,对氮等离子体产生的条件以及等离子体对能量传输、防止渗氮层氧化、增加渗氮层氮含量的作用有了较深入的认识。目前的研究认为氮离子对激光渗氮是有益的,并且等离子体是实现高质量渗氮的核心。在以上研究的基础上,发展了激光维持等离子体渗氮方法,该方法采用激光诱导产生氮等离子体,并在大激光功率、大离焦距离和大扫描速度的工艺参数下渗氮;进一步研究了离焦距离、扫描速度及氮氩比例等工艺参数对激光维持等离子体渗氮过程的影响。激光维持等离子体渗氮层容易开裂,为解决渗氮层开裂问题,发展了两步法激光维持等离子体渗氮方法:第一步激光诱导产生氮等离子体,实现基体大量渗氮;第二步在氩等离子体中用激光重熔渗氮层,消除裂纹。两步渗氮法增强了对渗氮层性能的控制能力,可使得渗氮层性能更优。另外,对渗氮过程进行了定量研究,发现激光扫描速度与钛合金表面熔池存在时间呈线性关系,并且激光扫描速度与渗氮层氮含量呈线性关系,渗氮层硬度和树枝晶含量也呈线性关系;最后研究了两步法激光维持氮等离子体渗氮层的耐磨性,提出渗氮层耐磨性增强� 展开更多

关键词 激光维持等离子体 钛合金 激光渗氮 两步法渗氮

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