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《Ti_48Al_2Cr_2Nb金属间化合物激光表面合金化组织与耐磨性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第5期稀有金属材料与工程Vol.29,No152000年10月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGOctober2000Ti-48Al-2Cr-2Nb金属间化合物激光表面合金化组织与耐磨性于利根李晓轩王华明(北京航空航天大学激光材料加工与表面工程实验室北京100083)摘要分别采用氮气及预涂TiN粉、碳粉、TiC粉等方法对Ti248Al22Cr22Nb金属间化合物进行激光表面合金化,制得了分别以TiN,TiC等硬质耐磨相为增强相的快速凝固“原位”金属基耐磨复合材料表面改性层,并分别在干滑动及磨料
2、磨损条件下测试了所获激光表面合金化改性层的耐磨性。结果表明,对Ti248Al22Cr22Nb合金进行激光表面合金化改性处理后显微硬度和耐磨性大幅度提高。关键词C2TiAl金属间化合物激光表面合金化耐磨性+中图法分类号:TG146123文献标识码:A文章编号:10022185X(2000)0520328204TiAl金属间化合物合金(以下简称TiAl合金)合金。激光表面合金化实验在9kWCO2激光器上进具有密度低、比强度和比刚度高、高温蠕变性能好等行。激光表面合金化的工艺参数为:激光输出功率610[1,2]突出优点,被誉为航空航天等
3、领域中最有应用前kW～815kW,光斑直径310mm～1010mm,激光扫途的新一代轻质高温结构材料之一。随着其室温韧性描速率910mmös～1813mmös,保护气氩气流量410的逐渐改善,提高其耐磨性开始引起人们的关注,因Lömin。用ПMF23型显微硬度计测试激光表面合金为耐磨性是TiAl合金作为相对运动副零部件的关键化改性层的显微硬度。在M200磨损试验机上进行环使用性能之一。然而,有关提高TiAl合金耐磨性的研块滑动磨损试验,对磨件为淬火2回火(HRc55)的究,国内外报道还很少。文献[3]及文献[4]分别45#钢。在自
4、行设计制造的高速滑动磨损试验机上进利用等离子辅助化学气相沉积及等离子渗碳法制备行SiC纤维刷高速滑动磨料磨损试验。实验中以原始硬质TiN及Ti2AlC薄膜来提高TiAl合金的耐磨性。TiAl合金为标准试样,用相对耐磨性(即标准试样磨但这些硬质薄膜厚度很薄(3Lm以下),且抗氧化性损失重与合金化试样磨损失重之比)来评价材料的耐低,难以满足TiAl合金零部件高温服役环境的需要。磨性。激光表面合金化处理具有高效、灵活、改性层组织及厚度易控、非接触、无污染等优点,为提高高温结构2实验结果与讨论材料耐磨性能提供了表面工程新途径。然而,国内外
5、[5]在这方面的研究报道很少。何秀丽等对Ti26Al24V211激光表面合金化层显微组织钛合金进行激光表面合金化处理,发现可以明显提高通过调节不同添加元素(N或C)激光表面合金钛合金的耐磨性。本文在此基础上,分别采用氮气及化试验的工艺参数,获得了表面平整、无裂纹的Ti2预涂TiN粉、碳粉、TiC粉等对Ti248Al22Cr22Nb金48Al22Cr22Nb合金表面合金化试样。图1为Ti2属间化合物合金(以下简称Ti248Al22Cr22Nb合金)48Al22Cr22Nb合金在不同合金化元素激光表面合金进行激光表面合金化,研究了其耐
6、磨性。化后表面改性层横截面显微组织SEM照片,其中,图1a为氮气气氛激光表面合金化改性层显微组织。由图1实验方法1a可见,在激光表面合金化改性层中生成了大量的树枝晶组织。X射线衍射分析及能谱分析结果表明,所试验材料选用美国GeneralElectric公司商用生成的树枝晶组织为TiN。这是因为在激光表面合金A2öC全片层组织Ti248Al22Cr22Nb(质量分数)铸造化过程中,氮气中的N原子在激光作用下溶入合金熔收到初稿日期:1999211216;收到修改稿日期:2000204226基金项目:国家自然科学基金(59671050)
7、、国家教委优秀年轻教师基金及航空科学基金资助项目作者简介:于利根,男,1969年生,副教授,北京航空航天大学材料科学与工程系,北京100083,电话:0102823171025期于利根等:Ti248Al22Cr22Nb金属间化合物激光表面合金化组织与耐磨性·329·池发生合金化作用,在随后熔池的快速冷凝过程中以“原位”金属基耐磨复合材料表面改性层。TiN树枝晶的形式析出,形成了以TiN为增强相的由于在氮气气氛中进行激光表面合金化时,Ti2图1TiAl合金在不同工艺激光表面合金化后显微组织的SEM照片Fig11SEMphotogra
8、phsoflasersurfacealloyed(LSA)compositecoatingsonTiAlintermetallics:(a)N2,(b)precoatedTiN,(c)precoatedcarbon,and(d)precoatedT
