低温渗氮工艺的进展及其对商用纯钛4点弯曲疲劳性能的影响

为了提高商业纯钛(CP)的疲劳和摩擦两种性能,开发了低温渗氮工艺。冷轧作为离子渗氮的前处理,能获得细晶粒,加速氮向材料中扩散。用显微维氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和背散射电子衍射技术(EBSD)表征冷轧前处理的渗氮样品的显微组织。在大于600℃渗氮的表面上形成钛氮化合物(TiN和Ti2N)。在冷轧预处理的CP钛渗氮后生成的化合物层比单一渗氮的更厚,因此有更高的硬度。低温渗氮(600℃)的试样以应力比R=0.1,室温下做4点弯曲疲劳试验,能抵制晶粒粗化。此外,根据观察显微组织和断裂表面探讨了渗氮CP钛的疲劳断裂机制。