Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜厚度对结构和性能的影响 |
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引用本文: | 林松盛,刘若愚,田甜,吕亮,苏一凡,汪云程,石倩,云海涛,唐鹏,郑彩凤,易出山.Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜厚度对结构和性能的影响[J].真空,2023(4):1-7. |
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作者姓名: | 林松盛 刘若愚 田甜 吕亮 苏一凡 汪云程 石倩 云海涛 唐鹏 郑彩凤 易出山 |
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作者单位: | 1. 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室;2. 中国航发南方工业有限公司 |
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摘 要: | 采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备不同厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜,研究了多层膜厚度对其结构及性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪、砂粒冲蚀试验仪和拉伸试验机检测分析了多层膜的表面及截面形貌、微观结构、硬度、结合力、残余应力、抗砂粒冲蚀性能和拉伸性能等。结果表明:随着多层膜厚度的增加,膜层表面颗粒增多,表面质量略有下降,择优取向由(200)晶面逐渐向(111)晶面转变;随着厚度的增加,残余应力逐渐增加,膜层硬度、膜基结合力、裂纹扩展抗力先上升后下降,在厚度为10.58μm时达到最佳,其硬度为3404Hv、结合力为58.6N、裂纹扩展抗力为758.49,抗砂粒冲蚀性能提高3倍以上;TC4钛合金表面镀多层膜后,屈服强度和抗拉强度均略有提升,但断后伸长率降低,当膜层厚度为14.50μm时,断后伸长率较基材降低30%,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。在一定范围内增加膜层厚度有利于提升性能,但需合理控制其厚度以减小对钛合金基材的负面影响。
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关 键 词: | Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜 抗砂粒冲蚀性能 拉伸性能 电弧离子镀 钛合金 |
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