Ti-6Al-4V合金激光表面合金化制备Ti_5Si_3/Ti耐磨复合材料涂层研究

利用预涂 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化 ,制得以初生及共晶金属间化合物 Ti5Si3为增强相的快速凝固“原位”耐磨复合材料表面改性层 ,研究了激光表面合金化 Ti5Si3/β- Ti耐磨复合材料表面改性层的显微组织及其在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下的耐磨性能。结果表明 :利用 Si粉对 Ti- 6Al- 4V合金进行激光表面合金化处理后 ,合金层硬度及耐磨性大幅度提高。     

TiAl合金激光表面原位TiC颗粒增强涂层及高温抗氧化性能

以高纯石墨粉和C Nb混合粉末为原料,对Ti-46Al-2Cr-1．5Nb-1V合金进行了激光表面合金化处理,对激光改性层的显微组织以及成分进行了观察与分析,并对该合金原始组织及经C和C Nb激光表面改性层的高温抗氧化性能进行了对比分析研究。结果表明,C和C Nb激光表面合金化处理后,在合金表面均“原位”形成了TiC颗粒,Nb以固溶原子形式存在于表面改性层中,TiC颗粒的大小,形态及分布强烈取决于激光工艺参数;激光表面处理后的合金的抗氧化性能明显高于未经激光处理的铸态组织,而且在石墨粉中掺杂Nb粉,处理后的合金具有最佳的抗氧化性能。     

Ti-Al-Cr-Nb-V合金激光表面原位TiC颗粒增强涂层及耐磨性研究

分别以高纯石墨粉C和C Nb混合粉末为原料，对Ti-46Al-2Cr-1．5Nb-1V合金进行了激光表面合金化处理，对激光改性层的显微组织以及成分进行了观察与分析，并对该合金原始组织及经C或C Nb激光表面改性层的室温耐磨性能进行了对比分析研究。研究结果表明，C和C Nb激光表面合金化处理后，在合金表面均“原位”形成了TiC颗粒，Nb以固溶原子形式存在于表面改性层中，TiC颗粒的大小，形态及分布强烈取决于激光工艺参数；经C或C Nb激光表面合金化处理后，TiAl合金的室温滑动磨损耐磨性能均有不同程度的提高，其中经C Nb的激光表面合金化后的试样表现出最佳的抗室温滑动磨损性能。     

碳纳米管含量对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织及力学性能的影响

采用真空电弧熔炼炉制备了碳纳米管(CNTs)增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,研究不同CNTs添加量对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金微观组织及力学性能的影响.结果 表明:向Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加CNTs后有Ti2AlC相析出,Ti2AlC相的含量随着CNTs含量的增加而增加.添加0.3 at...     

Ti—48Al—2Cr—2Nb金属间的激光表面合金化组织与耐磨性

分别采用氮气及预涂ＴｉＮ粉、碳粉、ＴｉＣ粉等方法对Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ金属间化合物进行激光表面合金化,制得了分别以ＴｉＮ,ＴｉＣ等硬质耐磨相为增强相的快速凝固“原位”金属基耐磨复合材料表面改性层,并分别在干滑动及磨料磨损条件下测试了所获激光表面合金化改性层的耐磨性。结果表明,对Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金进行激光表面合金化改性处理后显微硬度和耐磨性大幅度提高。     

冷却速率对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织及性能的影响

TiAl基合金铸造成形过程多采用陶瓷型、金属型,少量涉及石墨型,文中对比石墨型、金属型和陶瓷型成形Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的凝固组织及力学性能,研究冷却速率对凝固组织及力学性能的影响规律。研究结果表明:采用冷却能力较强的石墨型成形Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的组织层片间距最小,金属型的次之,而采用陶瓷型成形的组织层片间距最大。通过对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金宏观组织特征的分析,总结一种评价铸型冷却能力的方法。通过对显微组织层片间距的定量统计分析,测量出三种铸型条件下,石墨型和金属型的试样层片间距相近,无明显差别,而陶瓷型的试样层片间距明显高于其他两种。铸型的蓄热系数和热导率是影响Ti Al合金组织和力学性能的主要因素。     

Ti-Al合金抗氧化性能的影响因素初探

研究了氧化条件、显微组织和成分对Ti-Al合金抗氧化性能的影响。结果发现,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在700℃和800℃下具有较好的抗氧化性能,氧化形成的氧化膜为4层结构。在800℃下恒温氧化100h后,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的氧化增重从低到高依次为双态组织、近片层组织和片层组织。在800℃下恒温氧化100h后,3种成分的Ti-Al合金的氧化增重从高到低依次为Ti-48Al-2Cr-2Nb、Ti-46.5Al-2.5V-1C和Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y。具有双态组织的Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y合金在800℃下恒温氧化100h后增重4.8g/m~2。     

γ—TiAl金属间化合物合金激光表面合金化改性

以NiCr-Cr3C2混合粉末为原料,对γ-TiAl金属间化合物合金进行激光表面合金化。制得了以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体,以TiC及Cr7C3为增强相的复合材料表面改性层,分析了激光表面合金化改性层的组织,并测试了其在滑动磨损试验条件下的耐磨及高温抗氧化性能。试验结果表明,上述激光表面合金化层具有很高的硬度、较高的耐磨性及高温抗氧化性。     

碳化物及粉末冶金工艺对Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金弯曲强度的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机对机械合金化与热压烧结相结合的粉末冶金工艺制备的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金的相组成、微观组织结构和三点弯曲行为进行了研究,分析了组织结构和碳化物引入对合金弯曲强度的影响规律。结果表明:Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金由单一Nbss相构成,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金由Nbss和(Nb,Ti) C两相构成;随着球磨时间的增加,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金中Nbss和(Nb,Ti) C相的尺寸均得到细化,并且引入碳化物合金的Nbss晶粒更为细小; Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-(0,5) C合金的弯曲强度随着Nbss晶粒细化和强化相弥散化而得到提高;韧性的Nbss以穿晶解理方式断裂并导致其表面形成明显的解理台阶和撕裂棱,脆性碳化物以光滑拔出的穿晶断裂为主并因与基体的力学错配度差异而引起二次裂纹,Nbss晶粒细化和碳化物弥散化引起裂纹偏转和裂纹桥联有助于提高合金的弯曲强度。     

Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金碳硅元素激光表面合金化涂层的显微组织及耐磨性能

采用HL-5000型横流CO2激光器在氩气保护情况下对预置石墨和硅混合粉末的β型Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn钛合金进行激光表面合金化处理,在合金表面原位生成碳、硅和钛的化合物改性层,并对其激光表面合金化改性层的显微组织和耐磨性能进行研究。结果表明,在激光功率1200 W、激光扫描速度6 mm/s、激光束斑直径5 mm条件下,得到表面平整、细密、无裂纹且与基体形成良好冶金结合的激光表面合金化改性层;改性层外表面主要由细小的TiC颗粒和等轴状Ti5Si3C1-x组成,而靠近基体的内表面层则由TiC枝晶相和共晶组织(Ti3SiC2+β-Ti)组成;改性层外表面硬度可达1262HV0.2,摩擦因数约为0.649,而基体的硬度约为225HV0.2,摩擦因数约为1.039;与基体合金相比,基体的表面合金化改性层表现出良好的耐磨性能。     

电子束增材制造用TiAl预合金粉末表征

本文采用无坩埚电极感应气雾化法(EIGA)制备了Ti-48Al-2Cr-2Nb与Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W预合金粉末,并对粉末的特性进行了对比研究。结果表明,两种Ti Al预合金粉末具有良好的球形度,且粒度分布符合正态分布;粉末的气体含量较低,其中氧元素的含量保持一致,Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W预合金粉末中氮元素、氢元素含量较高;粉末的显微组织形貌表现为树枝晶状,XRD分析结果表明Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末的主要相为γ相,而Ti-47.5Al-6.8Nb-0.2W预合金粉末的主要相为α2相。     

钛合金Ti-6Al-4V的磨损失效及其表面耐磨处理技术

Ti-6Al-4V钛合金具有比强度高、耐腐蚀性强、高温力学性能稳定、生物相容性好等一系列优点．是使用最广泛的钛合金之一．但其耐磨性较差。本文分析了Ti-6Al-4V钛合金不同形式磨损失效的起因,对其常用的表面耐磨处理技术进行了评述。研究表明。采用表面工程技术如电镀、化学镀、热喷涂、化学热处理、气相沉积、离子注入、表面氧化处理、激光表面合金化等对其进行处理。是提高其耐磨性的有效手段。同时讨论了Ti-6Al-4V钛合金各种表面耐磨处理技术的特性和适应性。并指出了进一步研究的方向。     

原位合金化双丝电弧增材制造γ-TiAl组织性能研究

本文采用双丝电弧增材制造的方法制备了Ti-48Al合金,在此基础上通过原位合金化制备了Ti-48Al-2Cr-2Nb金属间化合物,借助XRD,OM,SEM,微小力学拉伸以及高温氧化试验表征了两种合金的组织与性能。研究结果表明,两种堆积试样的成分均匀,并且均由γ-TiAl和α2-Ti3Al片层组织组成,微量合金元素Cr和Nb的添加不改变合金的相组成。微小力学拉伸结果证实了Cr和Nb微量元素的添加可以显著提高合金的抗拉强度,但对塑性没有明显的影响。高温抗氧化性试验结果表明,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金试样比Ti-48Al合金具有更优良的抗氧化性能,试样的最终增重由5.26 g/cm2降低至1.95 g/cm2。     

Ti—6Al—4V合金激光表面合金化制备Ti5Si3／Ti耐磨复合材 …

利用预涂Ｓｉ粉对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行激光表面合金化,制得以初和及共晶金属间化合物Ｔｉ５Ｓｉ３为增强相的快速凝固“原位”耐磨磨复合材料表面改性层,研究了激光表面合金化Ｔｉ５Ｓｉ３／β－Ｔｉ耐磨复合材料表面改性层的显微组织及其在干滑动磨损及二体磨料磨损条件下的耐磨性能。结果表明：利用Ｓｉ粉对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行激光表面合金化处理后,合金层硬度及耐磨性大幅度提高。     

TC4表面丝粉同步激光熔覆制备复合材料层的微观组织和性能

针对Ti-6Al-4V耐磨性差的问题,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面通过旁轴添加与基材同质的Ti-6Al-4V丝材,同轴送入WC颗粒作为强化相的方式制备表面WC颗粒增强钛基复合材料层。激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数是影响复合材料层成形的主要工艺因素,通过实验确定了优化的工艺参数。采用SEM,EDS以及XRD对复合材料层的显微组织进行了研究。研究表明,复合材料层中主要包括WC、W_2C、Ti C、α-Ti、W相。复合材料层中WC颗粒呈现不同形态。Ti C、W_2C相形成并以不同形态分布于表面复合材料层中。WC颗粒与Ti之间的反应区由多层组成,分别为W_2C、W、Ti C。性能分析发现,复合材料层的硬度HV0.2达到了5.70 GPa,较基体提高了1倍。表面复合材料层的摩擦系数为0.3,而钛基体的摩擦系数为0.5。与基体相比,表面复合材料层摩擦系数显著降低。     

高温喷丸对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金显微组织和性能的影响

为提高Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的高温性能和疲劳寿命,采用不同种类弹丸及不同喷丸温度对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金进行表面喷丸处理。通过分析喷丸后显微组织和硬度的变化,研究了弹丸种类和喷丸温度对钛铝合金表面性能的影响。结果表明:相同喷丸温度下,合金经陶瓷喷丸处理后,表面较平滑,缺陷少,硬度适中。在陶瓷喷丸条件下,随喷丸温度升高,喷丸强化层塑性变形量增加,喷丸温度为675℃时显微硬度获得最大值500 HV0.2,综合喷丸效果最佳。675℃陶瓷喷丸合金经700~800℃×150 h保温处理后,显微硬度变化不大,即热稳定性满足应用要求。     

Ti_2AlN/Ti-48Al-2Cr-2Nb复合材料在900°C的组织稳定性（英文）

采用XRD、OM和TEM等方法对原位合成Ti_2AlN/Ti-48Al-2Cr-2Nb复合材料在900°C时效过程中的组织稳定性进行研究,并与未增强的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金进行对比分析。研究结果发现,在TiAl合金中,α_2片层变细并发生破碎,且随着时效时间的延长变得不连续。以α_2板条平行分解和破碎为特征的α_2片层向g的分解导致片层结构退化。而在复合材料中,在900°C时效100 h,片层结构保持相对稳定。除了片层平行分解和细小的氮化物沉淀外,没有发现α_2片层破碎。复合材料较好的组织稳定性主要与α_2/γ界面上的Ti_2AlN颗粒沉淀有关。Ti_2AlN相的析出对延缓复合材料基体片层组织粗化具有重要作用。     

熔体处理对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金凝固组织的影响

在1 480~1 510℃对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金分别进行了0、10、15、20次循环处理,研究了该合金凝固组织的演变规律。结果表明,未处理的合金组织由粗大的片层团组成;随着循环处理次数的增加,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金由粗大的片层团向细小的等轴晶转变,且分布更加均匀。分析表明,在循环处理的快速加热阶段,初生晶粒发生了重熔,破碎的枝晶与"母体"分离,可在后续的冷却阶段作为形核质点。与此同时,由于电磁搅拌作用,溶质场和温度场分布均匀,抑制了成分过冷的产生,从而起到了细化晶粒的效果。     

冷却速率对含TiB2的TiAl合金凝固组织和力学性能的影响

通过熔模精密铸造制备不同厚度的Ti-48Al-2Cr-2Nb和Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.25TiB2合金铸板,研究冷却速率和TiB2添加对合金凝固组织和力学性能的影响.实验结果表明,当凝固速率从37增加至2×102 K/s时,合金的凝固路径并未发生改变.基体合金的晶粒从650细化至300μm,Ti-48Al-...     

Nb合金层对Ti-6Al-4V合金电化学性能的影响

采用等离子合金化技术在Ti-6Al-4V合金表面制备Nb合金层。利用电化学扫描法对Nb合金层在10%H_2SO_4溶液中的腐蚀行为进行研究,并同时与Ti-6Al-4V合金基材进行对比分析。结果表明:钛合金表面Nb合金化后形成的合金层与基体结合牢固,成分梯度分布;铌合金层在10%H_2SO_4溶液中的耐蚀性较基体有所提高。