純鈦表面固體滲硼及滲硼層性質(zhì)的研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、從鈦的工業(yè)價(jià)值、資源壽命和發(fā)展前景看,隨著新的技術(shù)革命和工業(yè)革命的深入,鈦將成為繼鐵、鋁之后崛起的“第三金屬”,21世紀(jì)將是“鈦的世紀(jì)”。從使用鈦的意義上看,一個(gè)國(guó)家使用鈦的多少,標(biāo)志著國(guó)家的科技水平、軍事實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的強(qiáng)弱。所以,推廣使用鈦,發(fā)揮鈦特性的優(yōu)勢(shì)作用,是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的方向。但鈦的硬度低,耐磨性能較差,限制了其在摩擦磨損等相關(guān)行業(yè)中的應(yīng)用。為了克服鈦在力學(xué)性能的不足,通過(guò)表面改性來(lái)改善鈦及鈦合金的耐磨性,已成為該領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)

2、新的研究熱點(diǎn)。
  本文通過(guò)固體粉末滲硼法在鈦表面形成硬質(zhì)的硼鈦化合物層來(lái)改善純鈦的表面性能,借助于掃描電鏡、金相顯微鏡、X射線(xiàn)衍射儀、顯微硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對(duì)滲硼層的表面形貌、組織結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了分析。
  通過(guò)觀(guān)察滲層的顯微組織結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)滲層由外表層的TiB2層和內(nèi)表層的TiB構(gòu)成,TiB層與鈦基體結(jié)合緊密,在1000、1050、1100℃下分別滲硼5~20h后,滲硼層厚度范圍為13~98μm。從TiB2到Ti

3、B顯微硬度值的變化范圍為2500~800HV0.05,比基體的硬度值提高了3倍左右,但滲硼層的脆性較大。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TiB2和TiB的摩擦系數(shù)范圍為0.25~0.35,外表層的TiB2的摩擦系數(shù)最小,而基體的摩擦系數(shù)為0.4~0.45,滲層比基體的摩擦系數(shù)減小1倍左右,其耐磨性顯著增強(qiáng)。
  對(duì)金屬鈦表面稀土-硼共滲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)改變稀土的加入量的方法調(diào)節(jié)滲層的厚度,確定了稀土的最佳含量。分析了稀土對(duì)滲層形貌、元素分

4、布的影響,并對(duì)單滲硼和稀土-硼共滲處理后滲層的硬度、耐磨性及脆性等性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示稀土的最佳含量為8%0加入稀土后TiB2和TiB層厚度范圍達(dá)到37~160μm,且在TiB2層有微米級(jí)的微小孔洞存在。通過(guò)單滲硼及稀土-硼共滲的對(duì)比研究表明,加稀土后,從TiB2到TiB顯微硬度值的變化范圍為3300~1200HV0.05,比單滲硼的硬度值提高約30%,同時(shí)稀土-硼共滲的試樣脆性比單滲硼試樣的脆性得到了一定的改善。
  建立了單

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