回火溫度對(duì)鈦合金表面鎳基噴焊層組織及磨損性能的影響.pdf

1、擴(kuò)大鈦合金的工程應(yīng)用范圍很大程度上取決于其表面硬度的提高及耐磨性的改善,針對(duì)此國內(nèi)外學(xué)者對(duì)鈦合金表面耐磨涂層的制備進(jìn)行了大量研究，但對(duì)于采用等離子噴焊技術(shù)制備耐磨層并對(duì)耐磨層進(jìn)行熱處理的研究較少，缺少相關(guān)研究數(shù)據(jù)。本課題采用等離子噴焊技術(shù)在8mm厚的TC4鈦板表面制備鎳基噴焊層，對(duì)鎳基噴焊層分別進(jìn)行200℃×1h、400℃×1h、600℃×1h出爐空冷的回火處理，對(duì)比分析了焊態(tài)及回火試樣的組織物相、顯微硬度及磨損性能的變化，結(jié)果表明：<

2、br>　　噴焊層由基體+過渡層+強(qiáng)化層構(gòu)成，呈典型的韌基體+硬質(zhì)相組織，基體與噴焊層界面處呈冶金結(jié)合。噴焊層基體相為固溶了Cr、B等合金元素的γ-Ni，基體中TiC、Cr7C3、CrB、TiB2等硬質(zhì)相碳化物及硼化物的彌散分布使得噴焊層顯微硬度明顯提高達(dá)到986.5HV0.5，約為TC4基材的3.5倍；兩種磨損試驗(yàn)均表明噴焊層耐磨性能較TC4基材顯著提高，磨損表面無明顯粘著痕跡，僅呈輕微的磨粒磨損特征。
　　回火處理有利于提高合金

3、元素?cái)U(kuò)散能力，表現(xiàn)為隨回火溫度的提高過渡層厚度不斷增加，當(dāng)回火溫度為600℃時(shí)過渡層厚度達(dá)200μm約為焊態(tài)的2倍；同時(shí)回火處理改善了過渡層組織均勻性與致密性，擴(kuò)大了基體相變區(qū)尺寸使得針狀組織分布方向由原來的和熱流方向一致逐漸變?yōu)榕c熱流方向呈45°角，從而降低界面處殘余應(yīng)力，提高噴焊層與基體的結(jié)合能力。在200℃×1h、400℃×1h回火時(shí)，碳化物及硼化物的彌散析出占主導(dǎo)地位，碳化物沿縱截面生長(zhǎng)方向有擇優(yōu)取向，噴焊表層硬度較焊態(tài)有所提高

4、；600℃×1h回火時(shí)，基體的粗化以及硬質(zhì)相的聚集長(zhǎng)大占主導(dǎo)，碳化物生長(zhǎng)方向性被打亂，表層硬度略有降低。磨損試驗(yàn)表明：在往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)中，試樣耐磨性均有所提高，400℃×1h回火處理后噴焊層耐磨性能最佳，其摩擦系數(shù)最低約為0.5146比焊態(tài)降低了約0.05；其磨損量為0.0078mm3，僅為焊態(tài)的1/2；在橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)中，200℃×1h、400℃×1h回火試樣磨損失重較焊態(tài)分別降低了0.0039g、0.0051g，耐磨性能較焊態(tài)