tial基合金表面改性层组织与摩擦磨损性能研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文TiAI基合金表面改性层组织与摩擦磨损性能研究摘要儆1金属间化合物具有密度低、熔点高以及较高的高温强度等特性，是航空航天飞行器理想的新型高温结构材料。然而该合金耐磨性能的不足，使得其应用受到限制。航空、航天和导弹等领域中有许多摩擦副零件对材料表面的耐摩擦磨损提出了很高的要求。为了尽快满足航空航天以及国防军工等部门对轻比重、高性能的高温结构材料的迫切需求，Ti砧金属间化合物摩擦磨损性能的提高己成为急需解决的关键问题。本文利用双层辉光离子渗金属技术对TiAI合金进行离子渗铌处理之后再经过离子渗碳处理，通过优化试验的工艺参数，得到典型的合金渗层。随后用OM、GD

2、S、XRD、SEM、EDS、TEM分析改性层的显微组织、化学成分及其组成相，并测试其显微硬度。摩擦磨损性能的试验，采用了常温以及600。C高温下的干摩擦磨损性能试验两种方法，对其摩擦磨损机制进行了探讨。试验结果表明：(1)在一定的试验参数下，TiM基合金表面处理后可以获得理想的改性层组织，改性层与基体之间属于冶金结合，没有性能突变的界面，因此具有较强的结合力。(2)Ti舢合金渗铌处理之后，形成含A1Nb2和13．AIN-bTi2等相的合金层；TiAl合金Nb+C复合渗后，形成了具有NbC与Nb2C两种高硬相的合金层。(3)双辉等离子渗铌之后再进行等离子渗碳处理，可以大大改善等离子渗碳效

3、果。(4)TiM基合金离子渗铌和Nb+C复合渗可以显著提高抗摩擦磨损性能。但由于高温摩擦与室温摩擦的摩擦太原理工大学硕士研究生学位论文机理不同，室温摩擦TiAI基合金Nb+C复合渗的抗摩擦磨损性能与基体和渗铌处理相比效果最好，而高温下渗铌的抗摩擦磨损性能较Nb+C复合渗更优越。关键词：TiAI基合金，离子渗铌，离子渗碳，摩擦磨损太原理工大学硕士研究生学位论文MICROSTRUCTUREANDWEARRESISTANCEOFT既MODIFIEDLAyERFORM[EDONTIALBASEDALLOYABSTRACTTi—A1interrnetalliccompoundshavespeci

4、altiesoflowdensity,highmeltingpoint，highspecificstrengthandSOon，sothatregardedasnewidealstructuralmaterialsforelevatedtemperatureapplicationsinaeronauticsandastronautics．However，therearealsosomedisadvantagesinthewearresistanceofTi-A1intermetalliccompoundsthathaverestrictedtheiractualuses．Therear

5、emanyfrictioncouplesinaeronautics，astronautics，missileriesandSOon，whichdemandsatisfactoryperformancesofresistingtowearsandfrictions．AstheneedforhightemperaturestructuralmaterialsisSOurgentinaeronauticsandastronauticsespeciallyfordefencepurposes，improvingthewearresistanceofTi—A1intermetalliccompo

6、undshasbecomeakeyproblem．Inthepaper,thetypicalalloyedlayerwasobtainedbydoubleglowplasmaalloyingniobiumandfollowingplasmacarburizationontheT认1basedalloyafteroptimizingtechnicsparameters．Themicrostructure，compositionandphasestructureofthesurfacemodifiedlayerswillbeanalyzedbymeansofOM、GDS，XRD，SEM、E

7、DSandTEMrespectively,andthehardnesswasalsotested．Theevaluationofwearbehaviorsandmechanismwerestudiedthroughball-on—discdryrubbingunderroomtemperatureand600。C．III太原理工大学硕士研究生学位论文Theexperimentalresultsshowthat：(1)Thebettermodif