TA15合金表面Cr-Si復(fù)合滲層的制備及摩擦行為研究.pdf

1、TA15合金作為一種近α型中強(qiáng)度鈦合金，具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和工藝性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工及民用領(lǐng)域。但TA15合金硬度低、摩擦系數(shù)大、存在嚴(yán)重的粘著磨損和微動(dòng)磨損等缺陷，極大地影響了TA15合金作為結(jié)構(gòu)件的安全性和可靠性，限制了其應(yīng)用發(fā)展。針對上述問題，本文采用雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)，在TA15合金表面制備Cr-Si復(fù)合滲層，以期望有效地解決其耐磨性能差的問題。
　　TA15合金基體表面成功滲Cr后，再進(jìn)行等離子滲S

2、i處理，研究工作溫度、源極電壓、工作氣壓及保溫時(shí)間對Cr-Si復(fù)合滲層的組織成分、相結(jié)構(gòu)以及表面硬度的影響，確定最佳工藝參數(shù)。再者，進(jìn)行球-盤摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)，著重研究在不同載荷、速度、溫度、摩擦副以及環(huán)境條件下Cr-Si復(fù)合滲層的摩擦行為，并分析磨損機(jī)理。
　　結(jié)果表明：（1）最佳等離子滲Cr的工藝參數(shù)：溫度950℃，時(shí)間3.5h，氣壓35Pa，極間距15mm，源極電壓950V，陰極電壓400V；最佳等離子滲Si的工藝參數(shù)：溫度

3、950℃，時(shí)間3.5h，氣壓35Pa，極間距15mm，源極電壓1000V，陰極電壓450V。（2）最佳工藝參數(shù)下制備的Cr-Si復(fù)合滲層厚度約為40μm，成分呈梯度變化，具有沉積層和擴(kuò)散層的結(jié)構(gòu)特征。（3）XRD衍射結(jié)果表明，滲層物相以Si、Cr相為主，其余還含有(Cr, Si)相和(Ti, Si)相等。（4）Cr-Si復(fù)合滲層的納米硬度為10.371GPa，彈性模量為819.23GPa，較基體分別提高了近4倍和5倍。（5）球-盤摩擦磨