氧化钇对TC4钛合金表面包埋渗硼的影响

摘要：

目的 加快TC4 钛合金表面固体渗硼时渗层的生长,研究渗剂中添加Y2O3 对渗硼的影响.方法 采用固体粉末包埋渗法对TC4 基材进行 1050℃/8 h渗硼,包括渗剂中不添加Y2O3 以及渗剂中分别添加质量分数为 1%、3%、5%、7%Y2O3 的试验研究.通过扫描电子显微镜、能谱仪、波谱仪和X射线衍射仪分析渗硼样品的截面形貌、元素含量和表面物相,并测量渗硼样品的表面硬度和摩擦系数.结果 在渗剂中加入 1%～7%的Y2O3,渗硼层结构与未添加氧化钇渗剂形成的相同,由致密连续的TiB2 层和TiB晶须扩散层组成.Y2O3 促进渗层生长的作用与其添加量密切相关.渗剂中加入 1%～3%的Y2O3有促进渗硼层生长的作用,且加入 3%的Y2O3 时,催渗效果最佳,可使渗硼层厚度增加 40.24%,但加入 5%～7%的Y2O3 时反而会抑制渗硼层的生长.能谱分析表明,Y原子能够扩散到渗硼层内,且渗硼层中存在原子数分数为 0.01%～0.34%的微量Y元素,其随渗剂中Y2O3 含量的增加而增加.热力学分析发现,Y2O3参与渗剂反应形成活性Y原子而渗入基体.向渗硼试剂中加入 3%的Y2O3,样品的表面硬度较未添加Y2O3 时提高 35.54%,摩擦系数较未添加Y2O3 时降低 28.57%.结论 向渗硼试剂中加入适量氧化钇,是获得TC4 合金表面高渗速、高硬度和低摩擦系数渗硼层的一种有效方法.

关键词：渗硼、包埋渗、氧化钇、催渗

所属期刊栏目：52

分类号：TG156.8+7(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：451-457