航空钛合金表面激光气体氮化研究

利用激光气体氮化方法,实现了钛合金表面氮化处理。结果表明,当功率密度大于6．5×10^5W．cm-2时,生成物以TiN为主。由于Al的饱和蒸气压和蒸发速率均高于Ti,因此,在熔池表面形成贫铝层,促进了表面层Ti的氮化。热力学分析表明,激光熔池内生成TiN的反应较生成AIN的反应更具有热力学优势。     

表面预处理对钛合金表面低温等离子体氮化的影响

为提高TC4钛合金表面摩擦学性能,探究酸洗及等离子体预处理对TC4钛合金表面低温等离子体氮化进程的影响。首先采用热丝增强等离子体氮化系统分别对表面酸洗及未酸洗TC4钛合金在氩气气氛下进行等离子体预处理,然后对各种表面预处理的TC4钛合金实施低温(500℃)等离子体氮化。采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪分别分析了试样的截面形貌、氮势分布和物相组成;采用显微硬度计、摩擦磨损仪和轮廓仪测试氮化后TC4钛合金表面的显微硬度、磨痕曲线和摩擦系数,并计算了磨损量。结果表明:低温氮化后TC4钛合金基体组织形貌不变,表面获得厚度约10μm的氮化层。氮化后TC4钛合金的XRD衍射峰均向低角度偏移,表明形成含氮固溶体相。其中酸洗复合30 A等离子体预处理的TC4钛合金氮化后,XRD衍射峰向低角度偏移最明显,偏移量达0.2°。与基体相比,酸洗复合30 A等离子体预处理的TC4氮化表面显微硬度提高至691 HV,磨损量仅为基体的16%。酸洗复合等离子体预处理有效去除TC4钛合金表面氧化层、粗化表面,促进低温等离子体氮化进程,有利于含氮固溶体相形成,从而提高其表面摩擦学性能。     

脉冲激光诱导钛表面氮化的研究

介绍了在氮气气氛下,用脉冲激光照射钛表面实现钛的诱导氮化的实验结果.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对氮化表面进行了结构表征和性能分析.X射线衍射(XRD)结果显示氮化层的主要成分是a-Ti相和δ-TiN相,同时含有少量的a-Ti(N)固溶体.随着激光平均功率的增加,氮化层中δ-TiN相和α-Ti(N)固溶体含量逐渐增加,相应的氮含量也逐渐增加.纳米硬度测试结果显示氮化层的纳米硬度和弹性模量较基材钛明显增加,2mN载荷下测得氮化层的纳米硬度和弹性模量分别在11.5～15GPa和200～250GPa之间.     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

电解液微弧碳氮化表面改性技术研究进展

电解液微弧碳氮化技术是近年来在微弧氧化技术上发展起来的一种新型的表面处理技术,可应用于包括Al、Ti、Fe、Mg等金属及其合金的表面改性。综述了电解液微弧碳氮化技术的基本原理以及国内外最新的研究进展。主要讨论工艺参数包括电解液组成以及电参数等对膜层质量的影响;分析了不同基体材料上成膜的结构和成分;在此基础上,进一步讨论了膜层硬度、耐磨损以及耐腐蚀性能。最后,对该技术的进一步发展趋势进行了展望。     

船用钛合金表面改性技术研究进展

钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀能力强和中温性能稳定等优点在舰船行业中被广泛应用。但钛合金的低硬度和低耐磨性能以及抗高温氧化性能差使它的应用受到了限制。通过表面改性的方法进一步提高钛合金表面的相应性能成为研究的热点。本文介绍了船用钛合金在提高耐磨性能和抗氧化性能的表面改性技术的研究现状和发展趋势。     

钛合金表面改性技术

该技术利用低真空中稀薄气体辉光放电产生的离子轰击钛合金表面，使工件加热到所需温度，对钛合金进行时效。同时表面渗入合金元素后，在整体时效强化的同时，可获得表面耐磨层，从而延长钛合金工件寿命。渗层厚度：50—200μm；渗层硬度：400～800HV。     

微波等离子体源在钢表面氮化中的应用

对微波等离子体源和常规等离子体源进行了对比，分析了微波等离子体源应用于离子氮化的优越性，报道了微波等离子体在钢表面氮化中的应用．     

选择性氮化法制备t—ZrO2—TiN粉料

应用热力学原理分析计算了ＺｒＯ２～ＴｉＯ２系统的选择性的氮化条件,确定了反应温度对该系统氮化后相组成的影响。采用碳热原还法,在高纯氮气氛下制备ｔ－ＺｒＯ２－ＴｉＮ复合粉料。利用Ｘ射线衍射和Ｘ射线荧光光谱对氮化后粉料的物相和氮化效果进行分析,扫描电镜对复合粉料的形貌进行观察,反应后粉料中晶粒大小在３００～５００ｎｍ。     

离子氮化炉的精确测控温

根据离子氮化设备测控温的特殊性,设计了一种操作简单、使用方便、测温准确并能自动控涅的方式,即由双波比色温度仪、热电偶、测温头及其它测控温仪表组成的系统和用此系统测温、校温、自动控温的方法,论述了有关仪表的改装。考察了氮化工艺参数、村质对测控温精度的影响,指出这种测控温方式有明显的优越性,不仅精度高,而且可以测量炉内工件温度的均匀性及准确控制工件某一部位的温度。     

离子渗氮时Ti—6Al—4V表面粗糙度的影响

利用直流辉光放电化学处理方法对工业用Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ合金进行离子渗氮处理，主要研究了不同温度，不同时间条件下钛合金表面粗糙度的变化情况。研究结果表明，高温离子渗氮在一定程度上使钛合金的表面粗糙义变差，其中离子渗氮温度影响比较明显。     

TC4钛合金低压真空氮化改性层的制备与性能

采用低压真空渗氮的方法,在TC4钛合金表面制备了与基体结合良好的改性层.通过金相观察、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了表面改性层的组织结构,并对改性层的显微硬度及耐磨性进了测试.结果表明:TC4钛合金经低压真空渗氮处理后,表面可获得由TiN和Ti2 AlN组成的氮化物改性层,组织均匀致密,氮化物颗粒细小,硬化层与基体结合良好,表面硬度为1100～1200HV,心部硬度为300～320HV,硬化层深度可达60～70μm,硬度梯度平缓,耐磨性优良.     

对LY12铝合金离子镀氮化钛涂层的增强结合力的研究

在LYl2铝合金上,用离子镀设备进行了增强氮化钛涂层结合力的研究。通过镀前表面处理工艺技术及镀膜过程中控制烘烤温度、加镀过渡层、延长沉积时间等主要工艺技术,最终得到了令人满意的、涂层结合力增强的氮化钛涂层。     

船用Ti-75合金表面微弧氧化研究

采用微弧氧化在船用Ti-75合金表面合成了氧化膜。研究了不同浓度弱酸性的磷酸盐电解液的微弧氧化膜微观结构和显微硬度。结果表明,Ti-75合金微弧氧化膜宏观表面均匀致密,微观呈多孔结构,且氧化膜中明显引入了电解液中的成分,该膜层具有足够的厚度、绝缘电阻,显微硬度明显高于基体的,是提高船用Ti-75合金绝缘性能及抗磨损性能的一种较好的表面处理方法。     

钛合金表面微弧氧化技术的研究

微弧氧化是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨、耐蚀、耐高温以及电绝缘性能优异的陶瓷膜层.介绍了微弧氧化技术的基本原理、钛合金微弧氧化的发展及现状,并提出了钛合金表面微弧氧化技术发展的新思路.     

表面纳米化对高温Ti合金与TiAl合金的扩散连接工艺及力学性能影响

目的研究表面纳米化Ti合金与Ti Al合金异质扩散连接的界面反应、力学性能和工艺条件。方法利用高能喷丸技术对钛合金的表面进行纳米化处理,然后在高温压力真空炉内进行扩散连接实验。结果 Ti合金/Ti Al扩散连接的结合强度与中间层厚度密切相关,当中间层厚度为1.7~2.0μm时,剪切强度最大。结论表面纳米化可以促进原子扩散、增加接头厚度、缩短扩散连接所需的时间。对于扩散界面存在缝隙接头,在无压热处理条下表面纳米化样品可以快速提高焊合率,改善连接质量。     

金属钛激光气体氮化层组织及表面特征

采用连续波Nd-YAG激光在氮气环境中对金属钛进行激光气体氮化处理.利用SEM,XRD,XPS研究氮化层的显微组织、表面成分、结构.结果表明:通过激光气体氮化可以在金属钛表面得到表面相对平滑、无裂纹的氮化层;氮化层与基体材料之间为冶金结合.氮化层主要由枝晶状TiN组成,同时有TiNxOy,TiO2及TiC存在,外表面有C,O污染或吸附;TiN枝晶密度由表面沿深度方向下降.     

钛合金表面抗氧化改性技术的研究进展

表面改性技术是提高钛合金抗氧化性的重要方法,丰富和发展了钛合金的应用领域。概述了钛合金表面改性技术的研究进展,介绍了钛合金表面氧化行为表面涂层技术和表面合金化处理技术等,并指出了钛合金表面改性技术的研究方向。     

钛合金与铝合金异种金属钎焊的研究进展

钛合金在经济性和加工性方面不理想,导致其在实际工程应用中受限,而铝合金在某种程度上可以弥补这种缺陷,因此将钛合金和铝合金复合使用的构想应运而生。对钛合金和铝合金异种金属的可焊性进行了分析,以钛合金和铝合金钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与铝合金钎焊连接所用的钎料及工艺等的国内外研究现状,并着重分析了Al基和Zn基钎料的润湿性、界面、钎缝组织及其优缺点。由相关文献分析可知,Al基钎料在真空、保护气氛或非真空外加辅助措施条件下对钛合金和铝合金都有良好的润湿性,但接头强度仍有待提高,金属间化合物较厚的问题需要通过优化钎料成分和焊接工艺进一步改善;Zn基钎料对钛合金的润湿性较差,但在适当的焊接工艺下可以获得力学性能较好的Ti/Al接头,剪切强度可达141MPa;使用Sn基和Cu基钎料获得的Ti/Al接头的力学性能低于Al基和Zn基钎料,且Sn基的钎料对两种母材的润湿性都较差,需要对母材表面进行预处理。     

Laser Gas Nitriding of Ti-6Al-4V Part 2: Characteristics of Nitrided Layers

The characteristics of laser nitrided layers formed on Ti-6Al-4V are presented in this investigation. It has been determined that titanium nitride (TiN) is formed, which significantly increases the hardness of the nitrided surfaces. The amount of titanium nitride produced depends on the processing parameters such as laser pulse energy and nitrogen concentration. Nitrided layers are much smoother along the laser pass direction than perpendicular to this direction. The shrinkage effect in the laser melt zone produces surface residual tensile stresses in Ti-6Al-4V samples regardless of whether the processing environment is Ar, N₂, or a mixture of these gases. Pre-heating or stress relieving after laser nitriding significantly reduces the residual tensile stress level.