TC4钛合金表面低压渗氮层的显微组织与耐磨性能

为了提高TC4钛合金的表面硬度及耐磨性,对其进行了820℃×10h的低压渗氮处理;通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计及磨损试验机研究了表面渗氮层的显微组织与耐磨性能。结果表明：渗氮处理后,该钛合金表面形成了由表面氮化物层和次表面氮扩散层组成的渗氮层,其物相组成为TiN、Ti2AlN和Ti3Al;渗氮层的表面硬度为800-900HV,比基体的提高了近3倍,截面硬度随着深度的增加而下降;在相同条件下,渗氮后试样的磨损质量损失比未经渗氮处理的小,且随载荷的增加磨损质量损失增加更缓慢,耐磨性得到了极大的改善。

TC4钛合金低压渗氮研究

为了提高表面性能,对TC4钛合金进行低压渗氮处理。通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)及显微硬度计分析了渗氮层的组织与硬度。结果表明,TC4钛合金经低压渗氮处理后,表面物相由Ti N、Ti2Al N、Ti3Al和α-Ti组成,渗氮温度较低时,渗氮层较薄,硬度较低,随渗氮温度升高,渗氮层厚度增加,表面硬度亦随之增加,温度为820℃时,表面硬度可达800~850 HV,硬化层深度为30μm^40μm,渗氮温度继续增加,渗氮层组织变得疏松,表面硬度开始下降。

TC4钛合金低压真空渗氮处理

为了改善表面性能,对TC4钛合金在不同温度下进行低压真空渗氮处理。采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析了渗氮层的组织结构,测试了渗氮层的显微硬度和耐磨性。结果表明,TC4钛合金经低压真空渗氮处理后,可获得由表层Ti N和次表层Ti2Al N组成的改性层。温度较低时,表面形成氮化物数量较少,渗层较薄,硬度较低。随温度升高,氮化物数量增多,渗层厚度增加,硬度及耐磨性也随之增加,温度达820℃时,表面硬度可达1000~1100 HV,硬化层深度为50~60μm。温度继续增加,氮化物聚集长大,渗氮层开始变得疏松,硬度及耐磨性下降。

低压真空渗氮处理TC4钛合金的腐蚀性能研究

采用低压真空渗氮的方法在Ti6A14V钛合金表面制备渗氮层,通过金相观察、X射线衍射、失重法及电化学测试对渗氮层组织成分及腐蚀性能进行了研究。结果表明,通过低压真空渗氮方法在钛合金表面形成了均匀致密的渗氮层,其主要由TiN、Ti2N及TiAlN等硬质相膜层组成。在100 mL/L HF+200 mL/L HNO3混合体系中进行加速腐蚀后膜层表面基本保持完好,其腐蚀速率是基体腐蚀速率的1/163,自腐蚀电位由基体的-0.762 5 V提高到-0.449 8 V,腐蚀电流降低两个数量级。

低压脉冲渗氮的试验研究

综合考虑热力学和动力学因素，就炉压对渗氮速度的影响进行了理论分析计算和试验研究．在此基础上开发的低压脉冲渗氮工艺能显著改善工业零件上的盲孔、狭缝或深槽等的内表面、散装件和重叠表面的渗氮均匀性，并在生产实践中获得较满意的结果．

TC4钛合金低压真空氮化改性层的制备与性能

采用低压真空渗氮的方法,在TC4钛合金表面制备了与基体结合良好的改性层。通过金相观察、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了表面改性层的组织结构,并对改性层的显微硬度及耐磨性进了测试。结果表明：TC4钛合金经低压真空渗氮处理后,表面可获得由TiN和Ti2AlN组成的氮化物改性层,组织均匀致密,氮化物颗粒细小,硬化层与基体结合良好,表面硬度为1100~1200HV,心部硬度为300~320HV,硬化层深度可达60~70μm,硬度梯度平缓,耐磨性优良。

低温低压电弧等离子体渗氮处理316不锈钢的耐腐蚀性能

在低温下对316奥氏体不锈钢进行低压电弧等离子体渗氮处理,研究了渗氮处理对不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:渗氮层有两个子层,由纳米晶扩张奥氏体和少量的Cr N化合物组成的外表层和单一结构的扩张奥氏体内层。由于低压电弧等离子体浓度高,在400℃渗氮1 h得到的渗氮层厚度达到15μm,表现出很高的渗氮速率。纳米晶外表层是渗氮不锈钢耐腐蚀性能的关键,促进了钝化膜的生成,渗氮后试样表面形成的钝化膜厚度达到27 nm,比原始不锈钢钝化膜的2倍还多。渗氮不锈钢试样的腐蚀电流(3.55×10^(-8)A/cm^2)比基材的腐蚀电流(1.99×10^(-7)A/cm^2)降低一个数量级,表明渗氮后试样的耐腐蚀性能提高了。

渗氮压力对TA2工业纯钛渗层特性的影响

采用低压脉冲渗氮对TA2工业纯钛进行表面强化,研究了渗氮压力对TA2工业纯钛渗层特性的影响。结果表明:随着渗氮压力的升高,TA2工业纯钛表面TiO_2相逐渐减少,氮含量随之增加,扩散难度也逐渐增大。当渗氮压力为-25 kPa时,工业纯钛表现出最佳的表面硬度和最深的有效硬化层。低压脉冲渗氮后其耐蚀性大幅度提高,且随着压力的降低,合金的耐蚀性逐渐提高。