发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性能分析

为了提高发动机用TC17合金表面的疲劳性能,采用喷丸和微弧氧化的方式对其表面进行强化处理。通过X射线衍射仪、透射电镜、显微硬度计、疲劳测试机等研究了不同表面处理后涂层的微观组织、硬度以及疲劳性能。结果表明:经过喷丸后的涂层组织产生大量细小颗粒,使晶粒细化,涂层形成了更宽衍射峰;试样硬度显著增大,并且当深度增大后,硬度逐渐减小,可以获得细晶强化以及加工硬化的效果;试样表面形成大量的疲劳源并逐渐迁移至材料基体中,同时疲劳源的范围不断缩小。经过微弧氧化的涂层上形成大量火山状孔洞,在断口部位产生大量疲劳源,涂层中主要含有TiO₂。经过喷丸+微弧氧化处理可以增加微弧氧化层的厚度,涂层表现出很好的抗疲劳性能,喷丸+微弧氧化试样疲劳源大部分出现在靠近基体表面的区域。     

发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性分析北大核心CSCD

通过实验研究了TC17钛合金的喷丸处理效果,利用微弧氧化方法来达到纳米晶过渡层组织结构重构的过程。通过实验测试的方式研究不同工艺涂层微观组织,硬度以及疲劳性能。研究结果表明:形成许多火山型微孔,孔洞尺寸也存在明显差异。对合金实施喷丸处理能够获得厚度更大微弧氧化层,引起了晶粒的明显细化,得到更加致密的组织结构。经过喷丸处理后,硬度为463HV0.1,表现为硬度提高。对不同深度区域的组织硬度进行对比发现,从表面过渡到基体中的范围内硬度呈现不断减小的变化趋势。当试样表面经喷丸处理后疲劳寿命可以达到15361周次,相对处理前的试样疲劳寿命延长了15%左右。对试样表面实施喷丸处理将会导致表面组织中产生众多疲劳源并进一步迁移到基体内,疲劳源范围也持续缩小,涂层表面存在众多微孔。     

TC4合金微弧氧化涂层的组织结构与高温氧化行为研究

为了提高TC4合金的高温抗氧化性能,采用微弧氧化方法在NaAlO₂+Na₃PO₄电解液体系中,于钛合金表面制备抗氧化陶瓷涂层。通过XRD、SEM、EDS等方法,表征涂层的相组成和微观结构,用纳米压痕仪测试涂层硬度与弹性模量,并研究了微弧氧化涂层的抗高温氧化及抗热震性能。结果表明：微弧氧化涂层表面多孔,涂层以Al₂TiO₅和金红石型TiO₂相为主。微弧氧化涂层的纳米硬度为(7.8±0.6) GPa,显著高于TC4合金[(4.0±0.2) GPa]。微弧氧化涂层在700℃循环氧化80 h后,单位面积增重仅0.73 mg/cm²,远小于TC4合金的增重(20 mg/cm²),表现出良好的高温抗氧化性能。经700℃热冲击25次后,涂层未出现剥落现象,展现出良好的抗热震性能。由此可见,微弧氧化涂层能有效阻止氧的扩散,显著降低了钛合金基体的氧化速率,改善了钛合金的抗高温氧化性能。     

TC11微弧氧化膜制备及其结构性能研究

在Na2SiO3-Na2WO4-NaOH混合电解液中,利用微孤氧化(MAO)技术在TC11合金表面制备了氧化膜.用扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)对氧化膜微观结构、化学成分、厚度以及相组成进行了分析,采用HVS-1000维氏显微硬度计、MFT-4000划痕试验机、电化学测量系统完成氧化...     

氧化时间对TC11钛合金表面微弧氧化膜的耐烧蚀性能影响

在NaSiO_3(2g/L)、NaH_2PO_2(2g/L)、NaAlO_2(3g/L)、NaF(1g/L)的混合电解液中采用微弧氧化技术在TC11钛合金表面制备氧化时间不同的微弧氧化膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析各氧化时间下膜层的表面形貌和各元素的含量,采用显微硬度计测出微弧氧化膜的硬度。以某型牵引火炮身管为实验平台,采用自行设计的烧蚀实验装置模拟发射状态下火炮身管内膛工况条件。在每次装药(14孔火药)为15g条件下,对膜层进行重复烧蚀检实验,检测微弧氧化膜的耐烧蚀性能。结果表明,氧化时间为20min时TC11表面微弧氧化膜具有良好的微观形貌,烧蚀20次后质量损失率最低,为0.0264%。本实验可以为火炮轻量化以及身管内膛耐烧蚀问题提供参考借鉴。     

TC17钛合金盘件的低周疲劳行为

研究了p锻TC17钛合金压气机盘件的应变控制低周疲劳性能及疲劳裂纹扩展途径.结果表明,当应变量△ε/2在0.5%～2.0%范围内,应变比R=-1和循环超过10次后,材料基本上表现为轻度的循环软化.疲劳裂纹萌生于试样表面.当疲劳裂纹与片状α或晶界α之间的夹角小于45°,裂纹沿片状α或晶界α的界面扩展;否则,疲劳裂纹将以穿过片状α或晶界α的方式增长.     

MAO时间对内燃机用TC4合金表面氧化膜组织和腐蚀性能的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在内燃机用TC4合金表面制备氧化膜,实验测试研究其组织以及腐蚀性能,并对TC4合金和N80钢之间发生对偶腐蚀性能分析。研究结果表明:膜内层组织致密,外层多孔疏松,内层和基体之间以凹凸界面相结合。氧化膜中存在锐钛矿与金红石型两种结构的TiO₂,以金红石相为主。当MAO时间增加后,膜厚也明显增大,形成了许多大尺寸孔洞与部分小裂纹。MAO后形成了比TC4合金更高的自腐蚀电位,并且随着氧化时间增加,可以促进试样自腐蚀电位上升。由于MAO膜和N80钢电极偶接后会引起电流密度的显著减小。MAO膜能够显著降低腐蚀速率,提高N80钢耐蚀性。     

热处理制度对航空发动机用TC11合金组织和性能的影响

研究了不同热处理制度下TC11钛合金锻件的组织和性能.结果表明,在空冷的条件下,随着温度的升高,β转变组织体积增加,初生α含量减少同时体积增大;当热处理温度达到1020℃时组织变成了典型的β区冷却后针状马氏体组织;随着温度的继续升高,等轴α相完全消失,形成了完全由β转变组织构成的层状结构.拉伸试验研究表明,950℃/2...     

高能喷丸预处理对钛表面组织及生物活性微弧氧化层的影响

为了提高钛表面的生物活性,利用微弧氧化工艺分别在普通粗晶钛和表面高能喷丸细晶钛上制备了多孔TiO2氧化层。经光镜和透射电镜观察,喷丸钛表面形成厚度40μm,直径100～200nm的等轴晶结构层。利用扫描电镜(带能谱分析)和X射线衍射仪对氧化层表面形貌、成分和相组成进行分析。结果表明,高能喷丸钛的表面生成的氧化层中含有α-Ca3(PO4)2相且钙磷百分含量提高。在粗糙的高能喷丸钛表面,微弧氧化速度在不同位置有所不同,氧化层与基体形成微机械咬合,基层结合力提高。     

MAO时间对内燃机用TC4合金表面氧化膜组织和腐蚀性能的影响北大核心CSCD

采用微弧氧化(MAO)技术在内燃机用TC4合金表面制备氧化膜,实验测试研究其组织以及腐蚀性能,并对TC4合金和N80钢之间发生对偶腐蚀性能分析。研究结果表明:膜内层组织致密,外层多孔疏松,内层和基体之间以凹凸界面相结合。氧化膜中存在锐钛矿与金红石型两种结构的TiO2,以金红石相为主。当MAO时间增加后,膜厚也明显增大,形成了许多大尺寸孔洞与部分小裂纹。MAO后形成了比TC4合金更高的自腐蚀电位,并且随着氧化时间增加,可以促进试样自腐蚀电位上升。由于MAO膜和N80钢电极偶接后会引起电流密度的显著减小。MAO膜能够显著降低腐蚀速率,提高N80钢耐蚀性。     

TC4钛合金表面氧化亚铜掺杂微弧氧化层的结构和性能

在电解液中添加不同浓度的氧化亚铜微粒,然后在TC4钛合金表面制备掺杂铜氧化物的微弧氧化层。在模拟海水中进行微弧氧化层的摩擦磨损和抗菌实验,并使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)和显微硬度仪等手段对比研究了掺杂氧化亚铜的微弧氧化层的微观结构和性能。结果表明:掺杂氧化亚铜的微弧氧化层表面呈多孔形貌特征,但是微孔的数量较少和孔径尺寸较小,氧化亚铜微粒在膜层中以氧化铜和氧化亚铜两种形式存在;与未掺杂氧化亚铜的微弧氧化层相比,添加不同浓度氧化亚铜的微弧氧化层在模拟海水中的抗磨损性能和抗菌性能显著提高,但是微弧氧化层中的铜元素使其耐蚀性有所降低。     

钛合金微弧氧化陶瓷膜微观特性的分析

微弧氧化膜存在微米量级宏孔,这些宏孔对氧化膜特征的研究非常重要.研究了微弧氧化中电流密度对微弧氧化膜的生长速率、结构形貌及相组成的影响,并对氧化膜进行了离子束抛光处理,分析了氧化膜和微孔的组织结构.研究表明:电源频率固定为1 500 Hz/5 μs和氧化膜厚为10 μm时,随着氧化电流密度的增大,氧化膜的生成速度和孔径都随之增大,但同一膜厚的氧化层组成成分金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2的相对含量无明显变化;离子束抛光后的氧化膜膜层外疏内密,放电通道内表面更是淀积了电解液溶质、氧化膜颗粒及基材等多种物质的纳米微颗粒.     

Ti-6Al-4V在NaAlO2溶液中微弧氧化陶瓷膜的组织结构研究

利用交流微弧氧化方法在ＮａＡｌＯ２溶液中在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金表面制备出氧化物陶瓷膜,用扫描电镜及能谱仪研究的陶瓷膜的形貌、组织和Ｔｉ、Ａｌ、Ｏ元素的分分布,并用Ｘ射线衍射分析了陶瓷膜的组成,所制备的陶瓷膜与基体办面结合良好,膜厚约５０微米,分为内外两层,外层膜由大量ＴｉＡ１２Ｏ５相及少量金红石型ＴｉＯ２相组成,内层膜的ＴｉＡ１２Ｏ５相含量显著降低,金红石则成为主体相,同时还发现少量ＴｉＯ１．９     

热处理温度对变形后TC17合金微观组织的影响

目的 研究热处理温度对变形后TC17合金微观组织演化和组织形态分布的影响。方法 对变形后网篮组织TC17合金开展热处理试验,定量分析α相球化率、体积分数随热处理温度的变化情况,采用两点相关函数表征不同热处理温度下TC17合金混合组织形态分布。结果 随着热处理温度的升高,变形后TC17合金α相球化率增大,体积分数减小。不同热处理温度下片层α相和等轴α相对应的两点相关函数曲线波动程度不同。结论 变形程度及热处理温度较低时,随着热处理温度的升高,等轴α相的分布均匀程度升高,片层α相的分布均匀程度降低。当变形程度及热处理温度较高时,随着热处理温度的升高,由于α相体积分数的迅速减小,等轴α相的分布均匀程度降低。     

用微弧氧化法在TC4合金表面制备含钙、铝、磷陶瓷膜陶瓷膜

为提高钛合金的耐海水和生物腐蚀性能,在其表面用微弧氧化法生长一层含钙、铝、磷元素的陶瓷膜.经XRD、能谱、扫描电镜和电子探针测试,发现在钛基体上生长了一层厚约为1 5μm的均匀致密的陶瓷膜,膜中存在磷和铝的晶态,钙以非晶态存在,钙、铝、磷之比约为2:3:4;通过循环伏安测试,发现有陶瓷膜层的钛合金的耐腐蚀能力明显增强.     

SiC纳米颗粒对TC4钛合金微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响

在基础电解液中加入SiC纳米颗粒,利用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备微弧氧化陶瓷涂层,研究纳米颗粒的添加对微弧氧化涂层组织结构及耐蚀性能的影响。结果表明:550,600V及650V条件下,基础电解液中SiC的加入,使TC4微弧氧化涂层的厚度由9.2,12.8μm和12.4μm分别增大到12.0,14.9μm和20.0μm。随着电压的升高,微弧氧化涂层的表面粗糙度逐渐增大,分别为2.65, 3.34μm和3.61μm。SiC的加入有效抑制微弧氧化涂层表面裂纹的产生,增加涂层厚度从而降低涂层的阳极电流密度,提高微弧氧化涂层的耐蚀性能。微弧氧化涂层增加了TC4的开路电位及自腐蚀电位。     

两种组织TC11钛合金薄板弯曲疲劳性能的研究

本研究选取了具有（α＋β）等轴组织和α／β粗片层组织的TCll钛合金作为研究对象,采用研究了TCll合金薄板样品在恒总应变幅控制下的弯曲疲劳性能及其损伤行为,通过对疲劳开裂路径和断裂的观察与表征,探讨了疲劳损伤与组织结构间的关系。研究发现,恒总应变幅控制下的等轴组织TCll钛合金薄板的弯曲疲劳性能明显的高于粗片层组织合金。等轴组织合金的疲劳裂纹沿α相中的滑移带萌生并扩展,片层组织样品疲劳裂纹沿着α相或与片层垂直的方向扩展。     

微弧氧化时间对铝合金陶瓷涂层结构和耐磨性的影响

铝合金微弧氧化陶瓷涂层结构致密,与基体结合牢固,具有良好的耐磨、耐蚀和电绝缘性能,应用前景广阔.采用微弧氧化工艺在6063铝合金表面沉积了Al2O3陶瓷涂层,考察了不同微弧氧化时间对涂层的微观结构、显微硬度、结合力及摩擦磨损性能的影响.结果表明:在电流密度一定的条件下,处理时间对涂层组织结构和性能有着较大的影响,随着微弧氧化时间的延长,涂层中α-Al2O3与γ-Al2O3相的衍射峰明显增强,制备的涂层表面更加致密,孔隙减少,同时所制备的涂层具有高的显微硬度(平均1180 HV)和好的抗耐磨性能,涂层与基体间的临界载荷约为85N,即涂层与基体间有强的结合力.     

TC4钛合金微弧氧化六方氮化硼复合膜的组构及摩擦学行为

为了提高钛合金微弧氧化膜的耐磨性能,同时降低其摩擦系数,在硅酸钠-六偏磷酸钠-钨酸钠电解液中添加了1.5 g/L六方氮化硼(h BN)微粒,采用WHD-30微弧氧化电源直流脉冲模式在TC4钛合金表面制备了微弧氧化h BN复合膜。利用SEM,XRD,三维立体显微仪对复合膜的表面、截面微观形貌和结构进行了分析,研究了其在室温下的摩擦磨损性能。结果表明:在微弧氧化h BN复合膜的表层弥散有h BN颗粒,膜的表面只有少量的微孔;膜中具有金红石及锐钛矿Ti O2、Al2Ti O5和h BN,包含一些非晶态的P,Si,W化合物;在4 N载荷下干摩擦,微弧氧化h BN复合膜的摩擦系数为0.05,比磨损率为0.94 mm-6/(N·m),只发生了轻微的黏着磨损,几乎未发生磨粒磨损,起到了自润滑的作用;本法制备的复合膜既提高了TC4钛合金的耐磨性能,同时又减小了其摩擦系数。     

镁合金激光重熔后微弧氧化膜的微观组织和耐蚀性能

为了改善WE43镁合金的耐蚀性能,采用激光重熔(LSM)和微弧氧化(MAO)复合工艺对其表面进行了改性。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了WE43镁合金及其激光重熔层、微弧氧化膜层和激光重熔-微弧氧化膜层的微观组织、表面形貌和物相;通过GAMARY-Reference 600电化学工作站研究了其腐蚀行为,重点研究了镁合金激光重熔后微弧氧化膜层的微观组织、成分和耐蚀性能。结果表明:激光重熔使WE43镁合金晶粒细化、网状的β-Mg41Nd5相均匀分布和表面稀土元素Y及Nd增加,有效地改善了其耐蚀性能;微弧氧化膜和激光重熔后的微弧氧化膜层都可以显著提高WE43镁合金的耐蚀性能,但后者优于前者。