TC4钛合金表面激光气体氮化研究

采用光纤激光对TC4钛合金板进行氮化试验,研究氮化层的成型、显微组织和显微硬度。测量了氮化层宽度和深度,拍摄了氮化层表面三维轮廓,拍摄了氮化层横截面显微照片,测量了氮化层显微硬度。实验表明,采用合适的工艺参数进行氮化,氮化层表面呈现TiN特有的金黄色。随激光功率增大,氮化层表面会发生氧化,并且氮化层宽度和深度会增加,深度增加更快一些。氮化层表面的中心光滑、两侧粗糙。氮化层表面形成3~5μm连续TiN层,内部显微组织为粗大的树枝晶,并且有明显的二次和三次枝晶。氮化层显微硬度随深度增大而减小,采用较大激光功率时,氮化层硬度更高。本研究中得到最大氮化层硬度为981 HV,氮化层厚度约800~900μm。