钛基梯度功能涂层磨损和腐蚀行为研究.pdf

《钛基梯度功能涂层磨损和腐蚀行为研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、助财料2012年第t期(43)卷钛基梯度功能涂层磨损和腐蚀行为研究胡芳友，崔爱永，回丽，彭欣。(1．海军航空工程学院青岛分院，山东青岛266041；2．沈阳航空航天大学，辽宁沈阳110034；3．中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266lOO)摘要：为开发在超高温、大温差条件下具有热应力瓷材料优异的耐磨、耐蚀和抗氧化性能有机地结合在缓和功能的新型耐磨耐蚀涂层，在钛合金表面Nd：一起，显著提高材料表面的耐磨耐蚀性能]。但随着YAG激光制备了梯度功能涂层，SEM观察了微观组现代航天航空工业的发展，金属

2、陶瓷复合材料在极端织结构，XRD分析相组成并测定了摩擦磨损和耐腐蚀环境下服役时，由于二者热膨胀系数相差较大，往往在性能。结果表明原位自反应生成的TiC球状增强体弥金属和陶瓷的界面处产生较大的热应力，导致剥落或散均匀分布在FGL中，微观组织为粗大和不完整的树龟裂失效]。为开发能在高温环境、温度落差1000K枝晶、相对较细小的等轴和近等轴晶及细小短纤维状条件下使用，具有缓和热应力功能的新型耐磨耐蚀涂形态。FGI和N—FGM耐磨、耐蚀性能优异；摩擦系数层，引入梯度功能材料(functionalgradi

3、entmaterials，和磨损率显著降低，其平均值是Ti600基体的0．3～简称FGM)的理念[7]，以钛基Cr。C混合粉末为原料，0．5倍；腐蚀电流和电阻值分别为Ti600的0．72和原位合成TiC增强相，在Ti600基体表面制备了良好1．31倍。冶金结合的梯度功能涂层(简称FGL)及常规的非梯关键词：钛基梯度功能；微观组织；相分析；摩擦磨度涂层(简称NFGM)。损：腐蚀2实验中图分类号：TG1；TN2文献标识码：A文章编号：1001-9731(2012)01—0036—03基体材料采用Ti6

4、00合金，尺寸为30mm×20mm×5mm。合金粉末如表l所示，纯度99．9，颗粒直l引言径2O～40／~m，研磨后机械充分混合。采用预置涂层钛合金比强度高，热稳定性好，耐腐蚀，被广泛应法，乙基硅酸盐为粘结剂，预置厚度0．8ram，保温用于航空、航天、化工、冶金、海洋等领域，但钛合金150℃，烘烤24h，FGI共10层，每层厚度0．2mm。N结构件在服役过程中的磨损和腐蚀不可避免。激光熔FGM为单层，厚度0．38ram。覆金属陶瓷复合涂层技术可将金属材料的强韧性与陶表1梯度层各合金元素质量分数()

5、Table1Percentagecompositionofalloyingagentinthegradientlayer(wt)TiAlSnMoSiZrYCr3(：2FGL185．262．80．5O．44O．11FGI283．762．810．44O．12FGI382．262．81．50．44O．13FGL480．762．820．44O．14FGI579．262．82．5O．440．15FGL677．762．830．44O．16FGI776．262．83．5O．440．17FGL874．762．84

6、0．440．18FGI973．262．84．5O．440．19FGI1O71．762．85O．44O．110N—FGM71．762．85O．44O．11O实验采用JHM一1GX一200B型脉冲Nd：YAG激结构；日本理学D／max一2500／PC型X射线衍射仪分析光器。工艺参数为电流140～170A，扫描速度3～相组成；MMw一1型盘一销式干滑动摩擦磨损试验机测6mm／s，脉宽8～15ms，频率6～12Hz，光斑直径2．5试在大气环境中室温下的摩擦磨损性能，对磨环为45mm。高纯氩气保护。多道搭接

7、率为30。钢，法向载荷40N，相对滑动速度0．6m／s，滑动行程为使用丰田日立S一3500N型扫描电镜观察微观组织1800m；美国Princeton公司的Model273A型电化学*基金项目：国家博士后科学基金资助项目(20060391000)收到初稿日期：2011O613收到修改稿日期：2011-10—18通讯作者：胡芳友作者简介：胡芳友(1960一)，男，辽宁西风人，教授，博士生导师，主要从事激光在航空航天领域的先进制造与维修。胡芳友等：钛基梯度功能涂层磨损和腐蚀行为研究综合测试仪分析耐蚀性，

8、辅助电极为铂电极，参比电极的TiC增强相，这些硬度极高的耐磨相构成磨损的主为饱和甘汞电极，工作电极用环氧树脂+7％乙二胺封体，是有效保护FGL基体的硬质骨架。而且尺寸细。样并固化24h以上，试样裸露面积0．64cm。小，颗粒表面无污染，与基体有较好的浸润性，避免了金属相与陶瓷相强烈界面反应，降低了陶瓷颗粒剥落3结果与分析‘引几率。3．1相组成对FGI。试样表面进行X射线检测、背散射以及能谱分析，如图1所示，黑色颗粒原子比值(原子分：一：数，％)为”(C)n(Ti)40．1857．3