表面改性對(duì)鈦合金滲碳行為及耐磨性的影響.pdf

1、對(duì)材料的表面在結(jié)構(gòu)和形貌上進(jìn)行改性處理可以有效提高材料的表面性能。表面納米化和激光刻蝕就是兩種重要的改性方式。
　　納米晶材料的晶粒細(xì)小，界面密度高，因此具有一系列的獨(dú)特的性能，比如力學(xué)、物理和化學(xué)性能。在材料的表面制備出一層具有納米結(jié)構(gòu)的改性層，可以利用納米晶的優(yōu)異特性提高材料的表面性能。金屬自身納米化處理可以在金屬材料的表面獲得一定厚度的納米晶組織。研究表明，表面納米化處理可以不同程度上提高材料整體的服役行為。
　　表面

2、圖案化改性是利用激光處理等技術(shù)對(duì)材料表面進(jìn)行加工，在材料表面“刻畫(huà)”出類(lèi)似一些動(dòng)植物的表面形貌，如:凹坑、條紋等。利用這些形貌具有的特性，實(shí)現(xiàn)材料表面的減摩降阻。
　　本論文采用高能球磨技術(shù)對(duì)TiAl基合金進(jìn)行表面自納米化改性。在試樣表層獲得納米晶組織。并對(duì)表面納米化處理后的試樣分別在500℃、600℃、700℃下進(jìn)行固體滲碳。同時(shí)，分別采用高能球磨和激光加工技術(shù)對(duì)TC4合金表面進(jìn)行改性。利用X射線(xiàn)衍射分析儀、金相顯微鏡、掃描電鏡

3、、透射電鏡和微摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等檢測(cè)設(shè)備，對(duì)表面納米層和滲碳層進(jìn)行表征。討論了表面納米化機(jī)制和實(shí)現(xiàn)低溫滲碳的原理。
　　試驗(yàn)主要結(jié)果如下:
　　(1)高能球磨處理后，TiAl基合金試樣表面晶粒細(xì)化至10nm左右，納米層厚度約為20μm。
　　(2)表面納米化后，材料表面顯微硬度明顯增大，約為原始試樣的3倍;表面硬度隨球磨能量的增大而升高。并隨著深度的增加而減小。材料在微摩擦試驗(yàn)中的摩擦系數(shù)有所下降。
　　(3) T

4、iAl基合金表面晶粒細(xì)化主要通過(guò)位錯(cuò)的產(chǎn)生和增殖，發(fā)生滑移和塞積;產(chǎn)生的集中應(yīng)力致使孿晶系數(shù)量的增加，多系孿晶分割原始粗大晶粒使晶粒不斷得到細(xì)化形成隨機(jī)取向的等軸納米晶。
　　(4)通過(guò)表面納米化處理，實(shí)現(xiàn)了TiA1基合金的低溫固體滲碳，滲碳溫度下降到500℃，滲碳層厚度有所提高。滲碳溫度的降低主要原因是試樣表面納米化后，晶界數(shù)量急劇增加，晶界上存在大量的非平衡缺陷，提供了額外的晶界儲(chǔ)能，同時(shí)為碳原子的擴(kuò)散提供了通道。另外，試樣表