激光冲击对钛基非晶合金摩擦学性能的影响

非晶合金具有高硬度、高强度和良好的耐磨耐蚀性,但较差的室温塑性限制了其摩擦学性能的提高。为提高钛基非晶合金的摩擦学性能,采用脉冲能量分别为3、5和7 J,光斑直径3 mm及搭接率50%的激光冲击工艺对钛基非晶合金Ti_(32.85)Zr_(30.21)Cu_(9)Ni_(5.28)Be_(22.66)进行强化处理,并重点研究钛基非晶合金在3.5%NaCl模拟海水环境中的摩擦学性能。XRD图谱表明:该非晶合金在激光冲击处理前后的晶态结构没有发生明显变化,但是激光冲击显著提高了钛基非晶合金的被冲击表面和横截面的硬度,而且随着激光脉冲能量的增加,硬度提升效果增强,表面粗糙度增大。另一方面,激光冲击强化显著提高了钛基非晶合金在模拟海水环境中的耐腐蚀性能。在20 N载荷的滑动条件下,7 J脉冲能量冲击后的腐蚀速率较铸态样品降低了约47.2%,同时激光冲击也显著降低了钛基非晶合金的腐蚀磨损率,而且该磨损率随着激光脉冲能量的增大而降低。在10 N载荷下,7 J脉冲能量冲击后的磨损率较铸态样品降低约47.3%。钛基非晶合金的主要磨损机制为粘着磨损。激光冲击有利于钛基非晶合金的再钝化、抑制塑性变形和粘着倾向,进而提升其在腐蚀环境下的摩擦学性能。激光冲击强化显著提高了钛基非晶合金的抗腐蚀性能和腐蚀磨损性能,这为促进非晶合金及其涂层的工程应用提供了新的思路。