純鈦及TC4鈦合金抗空蝕性能的研究.pdf

1、早在1895年人們就發(fā)現(xiàn)流體機(jī)械中存在空蝕現(xiàn)象,空蝕破壞嚴(yán)重影響材料的使用壽命。目前空蝕涉及船舶、水工、機(jī)械、化工、發(fā)電以及生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域,鈦及鈦合金在這些領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。然而,對(duì)于純鈦及TC4鈦合金的空蝕行為的研究較少,純鈦及TC4鈦合金由于硬度較低,其抗空蝕性能不佳,如何有效地提高純鈦及TC4鈦合金表面的抗空蝕性能成為急需解決的問(wèn)題。
　　本文利用超聲波磁致伸縮空蝕試驗(yàn)機(jī)在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)空蝕的過(guò)程進(jìn)行模擬,運(yùn)用失重

2、法、掃描電子顯微鏡、顯微硬度、XRD等分析方法對(duì)純鈦及TC4鈦合金的空蝕行為進(jìn)行分析,并利用固體滲硼和離子注入的方法對(duì)純鈦及TC4鈦合金進(jìn)行表面改性,以改善純鈦及TC4鈦合金的抗空蝕性能,在優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上初步探討其作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:
　　(1)具有較高硬度的TC4鈦合金比純鈦在8 h的空蝕過(guò)程中累積失重量低,TC4鈦合金具有更好的抗空蝕性能。
　　(2)在純鈦和TC4鈦合金的表面進(jìn)行滲硼熱處理后,在材料的表面得到了

3、TiB2和TiB的雙相滲硼層,滲硼層與基體冶金結(jié)合,表面硬度顯著的提高。在對(duì)滲硼后的試樣進(jìn)行8 h空蝕的過(guò)程中,滲硼試樣的失重量始終保持很低,說(shuō)明表面的滲硼層對(duì)空蝕破壞起到了很好的保護(hù)作用。
　　(3)經(jīng)Nb離子注入后的材料的表面硬度提高了50％,抗空蝕性能在一定程度上得到改善,但由于離子注入層很薄(約為100 nm),不如固體滲硼處理得到的試樣的抗空蝕性能好。在空蝕的初期,離子注入層能夠?qū)α鸭y和蝕坑的生成起到一定的阻止作用,從而