TD3钛合金离子渗氮层的摩擦磨损性能

采用等离子表面渗氮技术对TD3合金进行渗氮处理,并对渗氮层显微组织、相组成及硬度进行检测。对渗氮前后TD3合金分别进行常温(25℃)及600℃的摩擦磨损试验,分析摩擦温度对其摩擦因数、磨痕形貌及磨损率的影响;结果表明,离子渗氮处理后TD3合金表面形成一定厚度的氮化物层,氮化物层在降低摩擦因数的同时,显著降低了TD3合金的磨损率,温度由25℃升至600℃时,磨痕形貌变化较大,摩擦因数及磨损率也有一定幅度的增加。

TD3合金氧化性能的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法研究了TD3合金中O相、B2相和α2相的合金原子空位形成能及氧原子在三相中的能量稳定性和扩散行为。计算结果表明:三相中的Al原子空位形成能均低于Ti和Nb,有利于TD3合金表面生成α-Al_(2)O_(3)占主导地位的氧化膜。氧原子在O相、B2相和α2相的八面体间隙位置的间隙能低于四面体间隙位置处,且在富钛八面体间隙位置的间隙能最低,最低氧原子间隙能分别为–5.0815、–4.9425和–5.9315 eV。氧原子在O相、B2相和α2相沿最佳扩散路径扩散需要跨越的势垒分别为0.812、1.913和1.164 eV。