回火溫度對鈦合金表面鎳基噴焊層組織及磨損性能的影響.pdf

1、擴大鈦合金的工程應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,針對此國內外學者對鈦合金表面耐磨涂層的制備進行了大量研究，但對于采用等離子噴焊技術制備耐磨層并對耐磨層進行熱處理的研究較少，缺少相關研究數據。本課題采用等離子噴焊技術在8mm厚的TC4鈦板表面制備鎳基噴焊層，對鎳基噴焊層分別進行200℃×1h、400℃×1h、600℃×1h出爐空冷的回火處理，對比分析了焊態(tài)及回火試樣的組織物相、顯微硬度及磨損性能的變化，結果表明：<

2、br>　　噴焊層由基體+過渡層+強化層構成，呈典型的韌基體+硬質相組織，基體與噴焊層界面處呈冶金結合。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到986.5HV0.5，約為TC4基材的3.5倍；兩種磨損試驗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、元素擴散能力，表現(xiàn)為隨回火溫度的提高過渡層厚度不斷增加，當回火溫度為600℃時過渡層厚度達200μm約為焊態(tài)的2倍；同時回火處理改善了過渡層組織均勻性與致密性，擴大了基體相變區(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力，提高噴焊層與基體的結合能力。在200℃×1h、400℃×1h回火時，碳化物及硼化物的彌散析出占主導地位，碳化物沿縱截面生長方向有擇優(yōu)取向，噴焊表層硬度較焊態(tài)有所提高

4、；600℃×1h回火時，基體的粗化以及硬質相的聚集長大占主導，碳化物生長方向性被打亂，表層硬度略有降低。磨損試驗表明：在往復摩擦磨損試驗中，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)