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文檔簡介
1、鈦及其合金具有質(zhì)輕,比強度高、楊氏模量低、使用溫度寬、耐蝕性能好、綜合性能優(yōu)異等諸多特性,被譽為“全能金屬”,是非常具有發(fā)展前景的新型結(jié)構(gòu)材料。因而在航空航天、軍品、生物醫(yī)學(xué)、汽車、化工等許多行業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而因鈦臺金導(dǎo)熱性差、硬度低和摩擦?xí)r易發(fā)熱粘著、耐磨性差等特性,限制了鈦臺金的應(yīng)用。
近年來,TiNi合金因具有良好的韌性、獨特的超彈性及優(yōu)良的綜合性能,受到廣泛的關(guān)注。TiNi合金硬度與鈦臺金相當(dāng),且耐磨性能優(yōu)良,這
2、是因為其具有獨特偽彈性變形機制。本研究以應(yīng)用較廣泛的Ti6A14V合金為代表,利用等離子表面臺金化技術(shù),結(jié)合硬度適中、具有獨特偽彈性變形機制且耐磨性優(yōu)良的TiNi臺金,提出了在Ti6A14V合金表面制各類似的TiNi合金層以改善磨損性能的方法。
本課題研究了Ti6A14V合金表面等離子Ti—Ni共滲和滲Ni的工藝及典型工藝的滲層成分、組織、相結(jié)構(gòu)和硬度。采用球.盤磨損實驗對比分析了典型工藝下Ti-Ni、Ni合金化試樣與基體
3、試樣在GCr15球和Si3N4球兩種配副下的摩擦學(xué)行為。選取Ni合金化試樣為代表,分析了不同載荷和不同轉(zhuǎn)速的摩擦條件對Ni合金層磨損性能的影響。用改造后的球-盤磨損試驗機對比分析了Ni合金化試樣和基體在3 5%NaCl溶液、5%HCl溶液、蒸餾水和干燥空氣等環(huán)境中的腐蝕磨損情況。采用電化學(xué)腐蝕方法研究了Ni合金化試樣和基體在3.5%NaCl、5%HCl、5%H2SO4溶液中的腐蝕性能。
通過實驗結(jié)果分析得出下列結(jié)論:
4、> 1 Ti6A14v合金表面等離子Ti-Ni、Ni合金化典型工藝為:極間距181mm,保溫溫度900℃,工作氣壓35Pa/45Pa,保溫時間3h,源極與陰極壓差250V~300V/350V~450V。
2典型工藝下制各的Ti—Ni、Ni合金化層表面Ni含量達(dá)16.58at%和94.62at%,滲層厚約18.69和和59.240m,表面硬度高達(dá)625HV和677HV。合金化層成分均呈梯度變化,組織均勻、致密,基體組織
5、為細(xì)小的等軸晶。XRD分析知臺金化層均由Ti2Ni,TiNi,Ti等相組成。
3Ti-Ni合金化試樣與GCr15球?qū)δr,摩擦系數(shù)較基體高,磨痕寬度較基體小;與Si3N4球?qū)δr,摩擦系數(shù)和磨損率均比基體的小。Ni合金化試樣與GCr15球?qū)δr,摩擦系數(shù)比基體高,磨損量卻相當(dāng)?shù)?;與Si3N4球?qū)δr,摩擦系數(shù)略高于基體,而磨損率低于基體。因而,合金化后試樣磨損性能得到了提高。
4臺金化試樣在不同載荷條件下,隨
6、著載荷的增加,摩擦系數(shù)基本接近,磨損率逐漸增大。在不同轉(zhuǎn)速條件下,隨著速度的增加,磨損情況存在較佳值。
5.腐蝕磨損過程中,Ni合金化試樣在3.5%NaCl溶液、5%HCl溶液、蒸餾水和干燥空氣等四種介質(zhì)環(huán)境中磨損性能較基體得到了提高。Ni合金化試樣磨損形式表現(xiàn)為粘著磨損,而基體主要為磨粒磨損。
6在三種腐蝕液即3.5%NaCl、5%HCl、5%H2SO4溶液中的電化學(xué)極化曲線分析得知,Ni合金化試樣耐腐蝕性
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