純鈦及鈦合金的強流脈沖電子束表面改性研究.pdf

1、強流脈沖電子束技術是近年來發(fā)展起來的一項新興材料表面改性技術，而軋制是在上世紀發(fā)展起來的金屬形變技術。本文將軋制技術和強流脈沖電子束技術相結合，并選擇純鈦TA2及TC2、TC4鈦合金進行復合處理，研究了這幾種材料表層微結構、相組成、硬度和抗腐蝕性能在處理前后的變化，主要研究結果如下：
　　1、在電子束處理過程中，純鈦和TC2、TC4鈦合金表層都發(fā)生了α向β再向α’的馬氏體轉變。電子束處理后，純鈦及鈦合金表面形成大量火山坑，而隨著電

2、子束脈沖次數的增加，火山坑密度呈現出減少的趨勢。
　　2、電子束處理也使得表層晶粒出現了擇優(yōu)取向，XRD分析顯示α（002）、α（101）晶面衍射強度不斷降低，而α（100）晶面衍射強度逐漸增強。
　　3、軋制對純鈦及TC2、TC4鈦合金起到了形變強化的作用，而電子束處理使得純鈦及TC2、TC4鈦合金的表面硬度下降，主要是因為脈沖電子束處理消除了表面殘余應力及生成的馬氏體硬度較低的緣故。
　　4、軋制及電子束處理能提高

3、純鈦的抗腐蝕性能，隨著變形率的增加、抗腐蝕性能逐漸增加，當軋制變形率為70％時，抗腐蝕性能最好。當純鈦變形率一定時，脈沖次數為5次時，純鈦抗腐蝕性能最好。在電子束5次脈沖處理時，隨著變形率的增加，純鈦抗腐蝕性能愈來愈好，變形率為70%，電子束轟擊次數為5次時，腐蝕電流密度為245.3 mA/cm2。這主要是因為軋制的大塑性變形使得純鈦晶粒得到充分細化，當脈沖次數過多時，反而引起晶粒的長大，降低純鈦的抗腐蝕性能。
　　5、TC4鈦合

4、金在軋制加脈沖電子束處理后，材料的抗腐蝕性能大幅提高，電子束分別轟擊 TC4鈦合金5次，10次后，自腐蝕電位較基體的-682.5mV分別增加到-297.5mV、-342.3 mV。而腐蝕電流密度也由基體的1028.1mA/cm2減少到電子束5次脈沖處理時的382.0 mA/cm2。TC2鈦合金自腐蝕電位從電子束處理前的-625.7 mV升高到10次脈沖的-163.5mV，而5次脈沖處理后，腐蝕電流密度減少到了343.3 mA/cm2。表