Ti-6Al-4V合金光纤激光改性层摩擦学性能与腐蚀行为

采用激光硬化、激光气体氮化法分别对Ti-6Al-4V合金进行表面改性,以改善其耐磨耐蚀性能。利用XRD、SEM、EDS分析改性层层深、微观结构、相组成和元素分布,显微硬度仪测试改性层截面深度方向硬度,往复摩擦试验及电化学腐蚀实验分别测试基体、改性层摩擦学性能和腐蚀行为。结果表明:激光气体氮化层的耐磨耐蚀性能优于硬化层的。激光功率为2000 W时,获得层深达910μm、氮化物枝晶分布均匀且无裂纹的氮化层,氮化层由表层高氮浓度的TiN树枝晶、底部低氮浓度的Ti2N细枝晶、热影响区的α′-Ti(N)针状晶组成;表层硬度达970 HV0.5、热影响区硬度530~360 HV0.5。氮化层耐磨性能较硬化层和Ti-6Al-4V合金基体分别提高21%和55%;在3.5%NaCl溶液中氮化层与硬化层电流密度较基体降低1个数量级;氮化层腐蚀电位较硬化层和基体分别正移0.239 V和0.091 V,极化电阻分别提高1.9倍和65倍。