鈦合金高頻感應(yīng)硬質(zhì)氧化膜的制備及性能研究.pdf

1、鈦合金是一種新興的結(jié)構(gòu)和功能材料，具有如下優(yōu)良特性：熔點(diǎn)高，可塑性強(qiáng)，密度小，比強(qiáng)度高，對(duì)海水有優(yōu)良的抗腐蝕能力。近年來鈦合金主要應(yīng)用在航空航天和軍事工業(yè)上，同時(shí)其在民用工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也有很大的發(fā)展。但是，鈦合金也有如下缺點(diǎn)：硬度低，容易發(fā)熱膠著和高溫氧化，導(dǎo)致塑性和強(qiáng)度下降；在高溫或pH<2的條件下使用時(shí)，容易出現(xiàn)極小的裂紋，產(chǎn)生縫隙腐蝕；另外，由于表面氧化物的保護(hù)作用較差等原因引起鈦合金的耐磨性差。這些缺點(diǎn)限制了鈦合金的應(yīng)用范圍，而

2、表面處理是提高鈦及鈦合金性能的有效途徑。 高頻感應(yīng)氧化技術(shù)是一種新型表面處理技術(shù)，與其它表面處理技術(shù)相比其具有能耗小、效率高、成本低、作業(yè)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)，是鈦合金表面處理的新選擇。本課題對(duì)在800~950℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)鈦合金進(jìn)行高頻感應(yīng)氧化處理進(jìn)行了研究，并通過分析得到如下規(guī)律：①處理溫度對(duì)膜層性能的影響規(guī)律；②氧化時(shí)間對(duì)膜層性能的影響規(guī)律；③氧化介質(zhì)對(duì)膜層性能的影響規(guī)律等。同時(shí)通過XRD、SEM分析了膜層的相組成和微觀結(jié)構(gòu)。并

3、建立了氧化動(dòng)力學(xué)模型。 通過研究發(fā)現(xiàn)：在800~950℃的溫度范圍內(nèi)，膜層的厚度和顯微硬度均隨著處理溫度的升高和氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在氧氣中獲得氧化鈦膜層的厚度、結(jié)構(gòu)致密性、均勻性以及與鈦合金基體的結(jié)合力等性能均比在干空氣中獲得的好。 另外XRD分析可知：鈦合金高頻感應(yīng)氧化膜主要由TiO2和Al2O3相等組成。在此溫度范圍內(nèi)，氧化膜的厚度約為11～34μm，硬度約為500～1589HV。 與微等離子體氧化工藝和