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微观组织特征对模拟海水中搅拌摩擦加工Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损性能的影响
引用本文:蒋璐瑶,郭勇义,黄伟九,刘成龙,陈琛辉.微观组织特征对模拟海水中搅拌摩擦加工Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损性能的影响[J].表面技术,2019,48(5):209-216.
作者姓名:蒋璐瑶  郭勇义  黄伟九  刘成龙  陈琛辉
作者单位:重庆理工大学 材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆理工大学模具技术重庆市重点实验室,重庆 400054;重庆理工大学 材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆文理学院 新材料技术研究院,重庆 402160
基金项目:重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目(cstc2015jcyjBX0048);重庆市社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shmsA130047);国家“万人计划”科技创新领军人才项目
摘    要:目的研究搅拌摩擦加工细晶Ti-6Al-4V合金在模拟海水中微观组织特征与腐蚀磨损性能的关系。方法通过控制搅拌摩擦加工工艺(200 r/min-25 mm/min和200 r/min-50 mm/min)获得具有等轴细晶组织和片层状α相组织的Ti-6Al-4V合金。使用往复磨损试验机和电化学工作站,在模拟海水中对Ti-6Al-4V合金进行腐蚀磨损实验,获得摩擦系数-时间曲线、动电位极化曲线等一系列摩擦磨损和电化学曲线。使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对磨痕进行观察,计算磨损率,并分析磨损机制。通过计算腐蚀磨损分量研究材料损耗的主要影响因素。结果在腐蚀磨损中,因表面氧化膜被破坏,具有细晶结构的Ti-6Al-4V合金晶界面积大,腐蚀电位降低,但腐蚀电流密度小于原始试样。搅拌摩擦加工试样在腐蚀磨损实验中的摩擦系数更稳定,OCP条件下,具有细小等轴晶组织的搅拌摩擦加工Ti-6Al-4V合金的摩擦系数最低,磨损率较原始试样低20%。片层组织特征Ti-6Al-4V合金因微观力学性能各向异性而影响对磨球的行进路线,犁沟较混乱。原始样品的磨损机制主要为磨粒磨损和腐蚀磨损,搅拌摩擦加工后,样品在模拟海水中的磨损机制为磨粒磨损、分层磨损和腐蚀磨损。结论等轴细晶组织Ti-6Al-4V合金在模拟海水中表现出低的磨损率和低的摩擦系数,该组织特征具有最优的耐腐蚀磨损性能。

关 键 词:Ti-6Al-4V合金  搅拌摩擦加工  微观组织  摩擦磨损  腐蚀
收稿时间:2019/1/10 0:00:00
修稿时间:2019/5/20 0:00:00

Effect of Microstructure on Tribocorrosion Behavior of Ti-6Al-4V Alloy by Friction Stir in Synthetic Seawater
JIANG Lu-yao,GUO Yong-yi,HUANG Wei-jiu,LIU Cheng-long and CHEN Chen-hui.Effect of Microstructure on Tribocorrosion Behavior of Ti-6Al-4V Alloy by Friction Stir in Synthetic Seawater[J].Surface Technology,2019,48(5):209-216.
Authors:JIANG Lu-yao  GUO Yong-yi  HUANG Wei-jiu  LIU Cheng-long and CHEN Chen-hui
Affiliation:1.a.School of Materials Science and Engineering, b. Chongqing Key Laboratory of Mold Technology, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China,1.a.School of Materials Science and Engineering, b. Chongqing Key Laboratory of Mold Technology, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China,1.a.School of Materials Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China; 2.Research Institute for New Materials Technology, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China,1.a.School of Materials Science and Engineering, b. Chongqing Key Laboratory of Mold Technology, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China and 1.a.School of Materials Science and Engineering, b. Chongqing Key Laboratory of Mold Technology, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China
Abstract:
Keywords:Ti-6Al-4V alloy  friction stir processing  microstructure  wear and tribology  corrosion
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