不同表面处理工艺对Ti-6A1-4V钛合金漆层结合力和电偶腐蚀性能影响

对比研究了经不同表面处理工艺(脉冲阳极氧化、直流阳极氧化、酸洗钝化)处理后的钛合金表面的漆层结合力及其与经铬酸阳极氧化处理的2024铝合金组成的电偶对的电偶腐蚀性能。结果表明:脉冲阳极氧化处理的钛合金表面呈明显的多孔结构,有效地提升了基体与漆层的结合力,同时钛合金表面的阳极氧化膜层还可有效降低与其对接的铝合金材料的电偶腐蚀倾向。在综合性能方面这种新型的脉冲阳极氧化工艺优于传统直流阳极氧化和酸洗钝化工艺。     

化学腐蚀工艺对激光选区熔化成形TC4钛合金表面粗糙度的影响

采用化学腐蚀技术解决激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)成形钛合金表面黏附粉末导致表面粗糙的问题,系统研究了腐蚀溶液成分及工艺参数对SLM成形TC4钛合金表面粗糙度的影响。研究结果表明,腐蚀液的成分配比与腐蚀时间是主要的影响因素,随着HF/HNO3体积比的减小,样品表面粗糙度降低效果减弱。当HF/HNO3=1/4时,随着腐蚀时间的增加,样品表面粗糙度显著降低,但当腐蚀时间过长时会造成对基体的损伤。当HF∶HNO3体积比=1∶4,腐蚀时间为9 min时,样品表面粗糙度为2.52μm,同时腐蚀处理过程对样品的尺寸影响较小(降低0.12 mm),此时达到一个最佳状态。     

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.     

TC4钛合金不同表面预处理对化学镀Ni-P合金性能的影响

为了进一步弄清钛材表面不同预处理工艺对其后化学镀Ni-P合金层性能的影响,应用预浸镀镍、磷化、氟化物-磷酸盐化学转化及微弧氧化方法对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)表面进行了预处理。采用综合测试及电化学测试技术,研究了TC4钛合金不同表面预处理对Ni-P合金化学镀层沉积速度、结合力、耐磨性及耐蚀性的影响。结果表明:TC4钛合金表面预浸镀镍和微弧氧化后,Ni-P合金化学镀层沉积速度较快,且与基体结合更好,至少能承受40 N载荷,但其表面的平整度比磷化和氟化物-磷酸盐化学转化后的差;预浸镀镍后的表面Ni-P合金镀层的耐蚀性最好,微弧氧化膜表面的Ni-P合金镀层耐磨性最好,摩擦系数减小至0.12;微弧氧化膜提高了基体表面的化学活性,同时增强了对Ni-P合金化学镀层具有类似"抛锚作用"的机械力,增强了其与基体的结合力。     

表面处理对TC4钛合金激光焊接的影响

目的 为了提高TC4钛合金焊缝强度,满足实际生产的要求.方法 对TC4钛合金表面分别进行砂纸打磨、喷砂、涂覆石墨层以及激光扫描处理,然后采用2000 W光纤激光器对TC4钛合金进行拼接焊接实验.结果 对表面处理后的焊接焊缝熔深、抗拉强度进行了测试,结果表明,相对于未经过表面处理的焊缝熔深,采用表面处理后的焊缝熔深均增加了30％,焊缝抗拉强度均有增加,其中采用激光扫描处理后的焊缝抗拉强度达到最高的1106 MPa,超过了母材的抗拉强度.结论 激光扫描处理后,在材料表面形成的毛化现象,增加了材料对激光的吸收率,提高了焊缝的熔深,同时激光扫描过程中,未引入任何的杂质,不会产生裂纹及气孔,使焊缝的抗拉强度大于母材,满足实际生产要求.     

表面处理对TC16钛合金和18Ni钢电偶对的腐蚀防护

为了有效控制航空工业中TC16钛合金与18Ni钢的电偶腐蚀,分别采用真空电弧离子镀TiN层和微弧氧化技术对TC16钛合金进行表面处理,并对18Ni钢化学氧化,分析了不同表面处理的电偶对的腐蚀等级、阻抗特征及腐蚀形态.结果表明:TC16钛合金与18Ni钢之间存在显著的电偶腐蚀,仅对18Ni钢化学氧化不能解决其与TC16钛...     

试样直径对TC4钛合金拉伸性能的影响

通过对不同直径的TC4钛合金试样进行室温拉伸试验,研究了试样直径对试验测得TC4钛合金抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及断面收缩率等拉伸性能的影响规律,并探讨了其影响机制。结果表明:试验测得TC4钛合金的抗拉强度和屈服强度随试样直径的增大呈指数函数关系下降,而断后伸长率和断面收缩率随试样直径的增大呈线性函数关系下降;该种变化规律是由不同直径试样TC4钛合金显微组织结构和加工方式等引起的。     

热处理对TC4-DT钛合金组织性能的影响

研究了Ф300mm的TC4-DT钛合金几种热处理工艺参数对显微组织和室温性能的影响。研究表明α＋β区锻造Ф300mm的棒材晶粒较大,低倍呈现模糊晶,局部区域有明显的清晰晶,表明大规格棒材锻造均匀性较差。大规格的棒材＋双重退火热处理后,拉伸性能和断裂韧性均能达到Rm≥825MPa,RP0.2≥750MPa,A（纵向）≥8％,Z≥15％;KIC（T—L）≥90MPa·m1/2,具有良好的强度塑性匹配性能。α＋β相区锻造的Ф300mm棒材经965℃／1h Ac十550℃／6h AC和940℃／1h AC＋570℃／6h AC处理后,疲劳裂纹扩展速率在△K=11MPa·m1/2时,分别达到2．833036×10^-6mm／cycle和7．294209×10^-6mm／cyele。     

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。     

钛合金的腐蚀性能

美国矿务局曾对工业钛(0.44％C、0.027％N_2、0.1％O_2、0.13％Fe、0.076％Mn、<0.02％W、<0.04％Si)及钛基合金:Ti—Mn(8％Mn)、Ti—Al—Sn(5％Al,2.5％Sn),Ti—Cu(1和5％Cu)及Ti—Al(2和6％Al)进行过化学和电镀腐蚀试验。 试验是在下述介质中进行的:合成的海水(按ASTM     

TC4钛合金焊接工艺研究

对TCA钛合金进行A—TIG焊和TIG焊,分析不同的焊接方法和焊接工艺参数对焊后钛合金熔深、熔宽和焊缝熔池区域显微组织的影响,运用了光学显微镜等,对A—TIG焊接头的力学性能、显微组织进行了分析研究。试验结果表明,和常规TIG焊相比,在相同的焊接参数下,A—TIG焊能够有效减小熔宽,显著增加熔深;A—TIG焊能够有效减少焊缝气孔数量;对于TCA钛合金的焊接,A—T1G焊比常规TIG焊具有较明显优势。     

TC4钛合金表面电子束熔覆Ti40阻燃钛合金工艺研究

目的在TC4表面熔覆一层Ti40阻燃钛合金,并研究熔覆试样的组织与力学性能。方法采用电子束在TC4钛合金表面熔覆一层Ti40阻燃钛合金。采用光学显微镜(OM)分析熔覆试样的显微组织,用显微硬度计分析熔覆试样的显微硬度,用电子万能拉伸试验机分析熔覆试样的力学性能。结果在选定的最佳工艺参数下,熔覆层与基材熔合良好,熔覆层为均匀分布的等轴β晶粒,表面及熔合区组织晶粒细化。添加椭圆形扫描波形能使气孔缺陷明显减少,表层更加均匀,组织更细小。扫描波形对熔覆层显微硬度的整体分布形态影响不明显,Ti40熔覆层在上表面及熔合区附近的显微硬度比熔覆层中部略高。室温下力学性能测试结果表明,加扫描时成形试样的抗拉强度为857.3MPa,相对于基材降低了些许,断裂伸长率达到了42.69%,比TC4钛合金基材提升了约70%。结论采用电子束在TC4表面熔覆Ti40阻燃钛合金,能够获得良好的熔覆层组织以及力学性能。     

钛合金(TC4)化学光整的工艺研究

采用NH4HF2-HNO3光整液对钛合金(TC4)进行化学光整研究,利用台阶仪测得粗糙度值或测定样品反射率来确定表面质量,分析了化学液组成、光整温度、光整时间和添加剂选择及用量对光整质量的影响,获得了较合理的工艺参数:NH4HF2 (16％)5mL、H2O2 (40％)11mL、C6H12N4 (16％) 2mL、HNO3 (65％～80％) 11mL、添加剂1mL.光整时间为2.5min,光整温度为20℃.通过极化实验和PBS浸泡实验验证钛合金光整前后的耐蚀性能,结果表明在提高钛合金表面质量的同时也增强了其抗腐蚀性能,采用此工艺可对结构复杂的医用钛合金表面进行光整加工.     

乙醇对TC4钛合金超高周疲劳性能的影响

利用超声疲劳试验方法分别对室温下医用酒精(体积分数75%)中浸泡5min、医用酒精浸泡5min后再在生理盐水中浸泡24h、直接在生理盐水中浸泡24h、分析纯乙醇(体积分数99.9%)中浸泡6h、医用酒精中浸泡6h等处理条件下退火态Ti6Al4V(TC4)钛合金的超高周疲劳性能进行了研究,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察疲劳断面形貌,分析了TC4钛合金的疲劳断裂特性。结果表明:在104~109周次范围内,经医用酒精处理后TC4钛合金的S-N曲线呈现一次阶梯下降型,而未用医用酒精处理的TC4钛合金的S-N曲线呈现缓慢下降型;在300~700 MPa应力范围内,医用酒精浸泡过的TC4钛合金试样疲劳寿命快速下降;医用酒精处理后的TC4钛合金的超高周疲劳断裂全部从表面发生、断面较光滑且瞬断区面积占比极小,不同于未接触医用酒精的TC4钛合金试样的穿晶塑性断裂。     

超声冲击对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金试样表面进行超声冲击强化处理。利用维氏显微硬度仪测量冲击后沿截面方向硬度分布,利用扫描电子显微镜观察经超声冲击后组织变化,利用X射线衍射仪测定冲击后表层晶粒尺寸和微观应变。试验结果表明,经超声冲击后,TC4钛合金的组织和力学性能发生了显著变化。随着冲击功率的增大．显微硬度显著提高,表层晶粒细化并产生一定数值的微观应变。     

TC4钛合金的低温拉伸性能

通过对合金的显微组织、相组成以及拉伸性能曲线的分析,研究了243K低温下TC4钛合金的拉伸行为,结果表明:243K低温环境下TC4钛合金的拉伸强度和屈服强度都有所提高,但延伸率有一定程度的下降;合金的显微结构在光学显微尺度上没有明显变化,但α固溶体的取向性变小.     

30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金表面处理前后的接触腐蚀性能

为了弄清30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金表面处理前后的接触腐蚀性能,对2种材料作了不同的表面处理,研究了其偶接电偶腐蚀的敏感性和表面防护效果;对低腐蚀敏感性的偶对不同的连接状态作了模拟海洋大气的盐雾加速腐蚀,测量了30CrMnSiNi2A钢的疲劳寿命,总结了优良的防护措施。结果表明：30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金直接接触腐蚀严重,电偶腐蚀敏感性为D级;30CrMnSiNi2A钢磷化与TC18钛合金阳极氧化后的偶对腐蚀敏感性降低至B级;30CrMnSiNi2A钢磷化涂漆后与TC18阳极氧化偶对的腐蚀敏感性仍为B级,但其电偶电流进一步降低,30CrMnSiNi2A钢（磷化后涂漆）与TC18（阳极化）之间无论是否胶结连接形成偶对时,盐雾腐蚀对30CrMnSiNi2A钢的疲劳寿命没有显著影响。30CrMnSiNi2A钢表面磷化后涂漆是防止接触腐蚀的有效措施。     

深冷处理对TC4钛合金摩擦磨损性能及微观组织的影响

目前,有关深冷处理对TC4钛合金力学性能及微观组织的影响机制尚不明晰.为此,通过硬度、摩擦磨损性能测试、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)观察等手段探究了不同时间深冷处理对TC4钛合金磨损性能、表面显微硬度以及微观组织的影响.研究结果表明:经不同时间的深冷处理后,TC4钛合金的耐磨损抗力以及表面显微硬度有了不同程度...     

陶瓷喷丸强化对TC4-DT钛合金疲劳性能的影响

为了探讨陶瓷丸喷丸强化对TC4-DT钛合金疲劳行为的影响,对TC4-DT钛合金进行了铸钢喷丸强化和陶瓷喷丸强化,采用表面轮廓仪、扫描电子显微镜、旋转弯曲疲劳、轴向疲劳等研究了2种喷丸介质对TC4-DT钛合金表面粗糙度、表面形貌、表面残余压应力、疲劳寿命、疲劳强度的影响。结果表明:陶瓷丸喷丸对TC4-DT钛合金疲劳极限影响不大,陶瓷丸喷丸后表面形貌和粗糙度明显优于铸钢丸喷丸表面,陶瓷丸喷丸强化效果优于铸钢丸喷丸,可提高疲劳寿命达20倍以上。对于薄壁零件喷丸强化,陶瓷喷丸强度不宜超过0.15 A,喷丸强度过高,强化效果不佳。     

微弧氧化TC4钛合金与金属电偶的腐蚀行为

为了减小钛合金与金属偶合的接触腐蚀,采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面生成了一层主要由Al2TiO5相、锐钛矿TiO2相及金红石TiO2相组成的多孔膜.研究了TC4钛合金微弧氧化前后与45钢、LY12铝合金和紫铜偶合的电偶腐蚀行为.结果表明:3种金属分别与TC4钛合金偶合时,45钢会发生严重的电偶腐蚀,LY12铝合会...