TC4鈦合金噴丸處理及涂層的微動(dòng)磨損特性.pdf

1、鈦合金因其具有較好的綜合性能被廣泛用于航空航天結(jié)構(gòu)中，但是由于其抗微動(dòng)性能較差，在服役過(guò)程中鈦合金構(gòu)件易發(fā)生微動(dòng)損傷，導(dǎo)致其使用壽命下降。因此通過(guò)表面改性技術(shù)來(lái)提高其抗微動(dòng)性能顯得尤為重要。本文以噴丸處理為主要處理手段，研究了以下三個(gè)方面的內(nèi)容:(1) TC4鈦合金噴丸表面的微動(dòng)磨損特性研究;(2)不同噴丸強(qiáng)度對(duì)TC4鈦合金微動(dòng)磨損特性影響;(3)完全滑移狀態(tài)下未噴丸、噴丸、噴丸+CuNiIn涂層等三種狀態(tài)TC4鈦合金的微動(dòng)磨損行為。研

2、究結(jié)果表明:
　　噴丸強(qiáng)度0.3 mmA，覆蓋率200％時(shí)，其運(yùn)行工況微動(dòng)圖發(fā)生變化。位移幅值為50μm時(shí)，微動(dòng)處于混合滑移狀態(tài)，二體接觸與三體接觸均存在，位移幅值為100μm、150μm時(shí)，微動(dòng)處于完全滑移狀態(tài)，有大量磨屑產(chǎn)生，接觸方式為三體接觸，局部區(qū)域壓實(shí)。法向載荷、磨損頻率對(duì)微動(dòng)狀態(tài)的影響較小。
　　隨著位移幅值的增加，微動(dòng)狀態(tài)由混合滑移向完全滑移轉(zhuǎn)變，磨損體積也隨之增加;法向載荷的增加，赫茲接觸面積增大，導(dǎo)致磨損面

3、積增大，磨損體積也隨之增加;隨著頻率的增加，磨屑在空氣中氧化時(shí)間增加，硬質(zhì)氧化物顆粒減少，磨屑易于聚集壓實(shí)，磨損體積減小。
　　微動(dòng)處于完全滑移狀態(tài)下，摩擦系數(shù)的變化過(guò)程整體上可以分成三個(gè)階段:(1)微動(dòng)初期表面膜破裂，金屬間發(fā)生直接接觸，二體接觸處于主導(dǎo)地位，由于接觸表面的粘著和塑性變形，摩擦系數(shù)迅速上升;(2)較多磨屑的形成，二體接觸向三體接觸轉(zhuǎn)變，摩擦系數(shù)波動(dòng)較大;(3)磨屑的產(chǎn)生和溢出達(dá)到平衡，微動(dòng)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，摩擦

4、系數(shù)變化較小。混合滑移狀態(tài)下，在微動(dòng)后期依然有二體接觸存在，所以后期的摩擦系數(shù)依然不穩(wěn)定。隨載荷的增加，Ar/N減小，摩擦系數(shù)相對(duì)減小。
　　噴丸強(qiáng)度為0.5 mmA時(shí)，由于粗糙度和表面脆性的提高，噴丸試樣處于完全滑移狀態(tài);不同噴丸強(qiáng)度以及不同的磨損狀態(tài)下，磨痕中心區(qū)域的氧化程度均高于邊緣區(qū)域，壓實(shí)區(qū)的氧化程度高于磨屑堆積區(qū)域;在相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，0.5 mmA的試樣的磨損體積總是大于0.3 mmA的試樣。
　　未經(jīng)噴丸處理T