TA1钛合金的表面复合强化与磨损行为研究

摘要：

目的 针对钛合金硬度低、耐磨性差的问题,利用机械球磨技术在TA1钛合金表面获得复合强化层,研究强化层的组织结构对合金磨损行为的影响.方法 采用行星式机械球磨装置,以WC粉末为增强介质,在0.05 MPa氮气气氛、转速为350 r/min、时间为8 h的条件下,对TA1钛合金进行表面机械变形+固相涂层复合强化处理,利用光学3D轮廓仪、XRD、SEM-EDS、往复式磨损机等对复合强化层的组织结构和耐磨性能进行测试.结果 当表层机械复合强化后,TA1钛合金表面的复合强化层由WC涂层+形变细晶区组成,硬化区厚度为20～40μm,形变细晶区厚度约为30μm.涂层区硬度达到1100HV0.25,为基材硬度的5倍.在5 N载荷下,摩擦因数为0.2～0.3,并可保持近4000 s,在10 N载荷下,摩擦因数接近0.2并可保持1200 s.可将磨损过程分为低摩擦因数区、过渡区和高摩擦因数区3个阶段,且每阶段的磨痕深度、磨损量与摩擦因数具有正相关性.结论 表层机械复合强化可大幅提升TA1钛合金表层的硬度和耐磨性,WC颗粒增强涂层具有较强的减摩效果,其磨损机制主要是磨粒磨损与氧化磨损.这种一步法表面强化技术具有工艺简单、能耗少、涂层选材灵活的优势.

关键词：TA1钛合金、机械形变、WC颗粒增强、复合强化层、摩擦磨损

所属期刊栏目：52

分类号：TG17(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：171-180