电压对TC4钛合金表面微弧氧化膜层红外发射率的影响

在硅酸盐、磷酸盐及高锰酸钾的混合电解液中研究了不同电压对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜层的微观形貌、相组成及化学成分,用傅里叶变换红外光谱仪测试了样品的红外发射率。结果表明,随着电压的升高,膜层的厚度、粗糙度及红外发射率持续增加,膜层中Ti O2与Ti的特征峰逐渐减弱,非晶相成为主要的组成部分。结合XRD与XPS分析结果可推断膜层中主要元素Si、P、Mn均以非晶态存在。当电压为540 V时膜层发射率有较大幅度的增加并达到最大,在8~20μm的波段范围内平均发射率可达0.84。     

石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜的影响

在硅酸钠+磷酸钠体系溶液中添加不同含量的石墨粉,以其为氧化液对TC4钛合金进行表面微弧氧化。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机,研究了石墨含量对TC4钛合金微弧氧化膜表面形貌、元素分布、相组成及摩擦系数的影响。结果表明,石墨含量的增加对TC4钛合金表面微弧氧化膜的形貌无太大影响,氧化膜层呈多孔结构,膜层表面有块状石墨颗粒分布;膜层中的Ti、P、O元素含量相对稳定,Si、C元素含量略有波动;膜层主要由TiO_2和Ti组成,石墨对膜层中TiO_2的形成有一定的阻碍作用;微弧氧化膜中的石墨颗粒能够起到一定的减摩作用,随着石墨含量的增加氧化膜的平均摩擦系数从0.85降至0.54。     

钛合金TC4高温氧化特性研究

研究了最常用钛合金TC4在850~1 050℃的高温氧化特性,采用光学、扫描电镜观察、分析氧化层及富氧层形貌。结果表明,在研究的温度与加热时间范围内,TC4单位表面积氧化增重基本呈线性增长的规律;α单相区850℃温度加热的氧化皮形貌与950、1 000、1 050℃下明显不同。氧化过程中出现的内氧化层平均厚度仅和特定加热温度的氧扩散速率相关,与加热时间无关。此外,在富氧层内发现V的强烈富集。     

微弧氧化对TC4钛合金微动磨损行为的影响

采用微弧氧化技术,在TC4钛合金表面制备高硬度氧化陶瓷层(MAO),对比研究了TC4钛合金基体与微弧氧化陶瓷层在2种不同位移幅值下的微动磨损行为.结果表明:位移幅值由80μm增大到150μm时,TC4钛合金基体微动损伤机制由粘着磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和氧化磨损,而微弧氧化陶瓷层的损伤机制始终以氧化磨损为主;位移幅...     

钛合金微弧氧化对其性能的影响

钛合金的微弧氧化 ( MДO)在各个领域中将逐渐获得越来越广泛的应用。这主要是因为它能改善钛合金 ,使其得到一般表面处理不易达到的性能。微弧氧化主要对钛合金的腐蚀、机械性能、表面粗糙度、氢的渗透性、低周疲劳强度等方面有较重要的影响。1　微弧氧化对强度及塑性的影响在船舶制造等一系列领域中 ,为了防止接触腐蚀 ,增加表面层的硬度、消除制品的内应力 ,通常对钛合金制件在空气中进行退火 ,使其表面生成富氧表层。钛合金在 750℃～ 80 0℃温度条件下 ,经过 5h的退火 ,其富氧层厚度可达 50 μm～ 6 0 μm,氧化物的微观硬度比原始材料…     

氢对TC4钛合金高温拉伸行为的影响

利用程序控制电子拉伸试验机在1073～1173K 范围内,测定了氢对 TC4 钛合金的拉伸应力、应变速率敏感指数,延伸率影响的特性曲线。并通过光学显微镜和电子显微镜以及 X 射线衍射仪对其组织结构进行了观察研究。结果表明:在高温条件下,适量的氢对 TC4 钛合金具有减小流变应力、降低软化温度和提高塑性的作用。     

微弧氧化对TC4钛合金耐磨、耐蚀及生物相容性的影响研究

为探究微弧氧化对TC4钛合金耐磨、耐蚀及生物相容性的影响,采用微弧氧化技术在其表面制备涂层。利用扫描电镜(SEM)表征了涂层的表面形貌;电压分别为375 V、400 V、425 V、450 V时测量其耐磨性,在450 V、475 V时测耐腐蚀性,并借助能谱检测研究了微弧氧化后TC4钛合金的生物相容性。结果表明：电压为425 V后膜层增长变缓,且耐磨性最好,摩擦系数为0.3;经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位正移为(0.633～0.928) V,相对钛合金基体自腐蚀电位都有提高,耐腐蚀性增强;XRD图谱分析得出涂层主要是金红石型TiO₂、锐钛矿型Ti O₂和纯Ti;经动物实验后微弧氧化处理的钛合金表面骨组织增多,进行12 W后的Ca/P为1.53,更接近人体骨的钙磷比1.67,对骨组织生长更有利。     

钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展

微弧氧化是一种直接在有色金属或其合金表面原位生成陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨和耐蚀性能优良的膜层。介绍了微弧氧化技术及其特点、钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展,并指出了钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的应用前景和今后膜层研究的发展方向。     

在工业中采用钛合金的微弧氧化

目前钛及钛合金已广泛用于航空航天、机器制造、造船及石化生产等工业领域。在某些特殊场合 ,如核潜艇、直升机、核反应堆中 ,钛合金零部件往往能满足其在各种苛刻条件 (高温、侵蚀性介质、循环载荷、高压、α、β、γ射线、高强度辐照等 )下的使用要求。因此 ,在腐蚀 -流动性介质中 ,特别是在接触海水的装备中 ,如船舶动力装置中广泛采用了钛合金 (见表 1 )。表 1　船舶动力装置中采用的主要钛合金类型钛合金牌号应用范围和使用条件BT1- 0 0 在 10 0℃～ 2 0 0℃下的泵、管道及装置BT1- 0 在 10 0℃～ 2 0 0℃下的泵、管道及装置OT4 - 1…     

制退器用TC4钛合金锻棒性能研究

本文研究了制退器用TC4钛合金锻棒的工艺、组织和性能之间的关系。通过对十种不同工艺制度锻棒的组织、性能观测得出,合金化学成份对锻棒性能的影响远不如组织状态对性能的影响大。特别是显微组织对冲击韧性的影响更为敏感。通过本研究得出:提高TC_4钛合金棒材的冲击韧性和综合性能的关键是在生产工艺上如何控制组织形貌,特别是相比例。     

TC4合金特高温下的氧化行为研究

通过Gleeble-1500热模拟机研究了特高温下TC4合金的氧化行为。结果表明，1300℃以上的氧化随着氧化温度的升高和保温时间的延长，氧化增重持续增加，并远远大于1150℃时的氧化增重：氧化产物中的V2O5具有挥发性，在合金的外表层无法形成保护性的Al2O3氧化膜，次外层中TiO2氧化膜和Al2O3氧化膜在低于1150℃温度时有一定的抗氧化作用，在1300℃以上形成的氧化膜以疏松的TiO2为主。     

TC4合金成分及组织的研究

通过对抚顺特钢20炉TC4合金成分及组织分析观察,精选原材料、合理工艺控制,可以满足钛材料成分一致性,组织均匀性,高的质量稳定性。     

表面活性剂对钛合金复合微弧氧化膜结构与耐磨性能的影响

为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。     

多组元钛合金电子束冷床炉熔炼挥发规律研究

利用电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4、Ti6242、TA15钛合金铸锭,采用Langmuir定律对熔炼过程中Al、Sn、Zr、Mo等元素的挥发规律做了简要的数值分析,并与实际挥发规律进行了对比分析.结果表明:EB炉熔炼TC4、Ti6242、TA15钛合金过程中,Al元素在3种合金中的挥发率有所不同,挥发率由大到...     

钛合金的高温抗氧化性及其影响因素分析

综述了影响钛合金高温抗氧化性的因素,主要包括钛合金的组织形态、合金化元素、热暴露温度及时间等,总结了改善钛合金高温抗氧化性的方法是:采用合适的合金化、发展钛铝基金属间化合物、对钛合金成品进行预氧化处理和表面改性处理等,以期在这些理论的指导下采用合理的方法对钛合金及其制品进行处理,从而减少或杜绝钛合金在高温条件下使用过程中因氧化作用而带来的隐患。     

TC4钛合金汽车连杆的精密模锻

以汽车连杆的开发实例，简要阐述了对TC4采用不同锻造工艺的特点，并采用TC4钛合金的α-β预制坯和β终锻的复合工艺在1600T曲柄压力机上实现汽车连杆的精密锻造。     

在超低温下使用的TC4 ELI钛合金锻棒的研制

在低温下,TC4 ELI钛合金只能在-196℃下使用。根据某工程的实际需要,开发超低温(-253℃)用TC4ELI钛合金锻棒。从控制氧含量和提高合金纯洁度入手,并在锻造工艺上采用最新"三三一"镦拔组合变形工艺来提升锻棒的组织均匀性,来提高强度和塑性。实验结果表明:高纯洁度是提高TC4 ELI钛合金在-253℃下塑性的基础;"三三一"镦拔变形工艺制得100 mm棒材的超低温力学性能较好,其Rm为1 480～1 510 MPa,Rp0.2为1 240～1 290MPa,A为12.67%～18.67%,Z为27.8%～33.3%,满足工程技术性能指标要求(J901-01-2009)。     

电流密度对TC4钛合金表面熔盐电解渗硼的影响

以TC4钛合金为基体进行熔盐电解渗硼,利用辉光放电光谱仪(GDOES)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计研究电流密度对渗硼层厚度、成分、组织、相结构及硬度的影响。结果表明:电流密度在50~90 m A/cm2时,渗硼层晶粒随电流密度的增加由粗大变得细小,渗硼层厚度先增大后减小,电流密度为60 m A/cm2时渗硼层厚度最大。渗硼层不含Al,而V则易固溶于硼化物中。渗硼层主要由Ti B和Ti B2组成,在(111)晶面择优生长。渗硼层的显微硬度相对基体硬度提高了5倍。     

大规格TC4钛合金厚板研制

采用经三次真空自耗电弧熔炼、多向锻造得到的TC4钛合金板坯为原料,以热模拟试验所获得的热加工图为参考,利用西部钛业有限责任公司2 800 mm四辊热轧机成功制备出了宽度为2 300 mm,厚度达到40~70 mm的大规格TC4钛合金厚板,研究了热轧工艺对其组织和室温力学性能的影响。结果表明,轧制温度、道次变形率和应变速率是制备大规格TC4钛合金厚板的关键工艺因素。所制备的TC4钛合金厚板的显微组织为双态组织,由平均晶粒尺寸为25μm的等轴初生α相、拉长的次生α相及晶间β相组成,其室温抗拉强度为925~960 MPa,屈服强度为870~910 MPa,延伸率为12.0%~14.5%。