【摘 要】
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TC11钛合金是一种综合性能良好的α-β型钛合金,在500度以下有优异的热强性能。该合金还具有良好的热加工工艺(包括常规工艺性能和超塑性),可以进行焊接和各种方式的热加工。
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TC11钛合金是一种综合性能良好的α-β型钛合金,在500度以下有优异的热强性能。该合金还具有良好的热加工工艺(包括常规工艺性能和超塑性),可以进行焊接和各种方式的热加工。主要用于制造航空发动机的压气机盘、叶片、鼓筒等零件,也用于制造飞机的结构件。然而,TC11耐磨性特别是耐高温磨损性能较差,制约了其规模应用。针对上述问题,本文提出采用双层辉光等离子渗金属技术,在TC11基合金表面形成渗Zr的改性层,随后分析了改性层的显微组织、化学成分及其相组成,并测试了其表面弹性模量、表面纳米硬度、高温和常温摩擦磨损性能以及抗高温氧化能力。通过系统研究各工艺参数对合金层形成的影响,得出了等离子渗Zr的工艺参数为:温度:T = 900℃-950℃;时间:t = 2h;气压:P = 27Pa,极间距:d = 20mm;源极电压:Vs = 850-950V;阴极电压:Vc = 350-450V。在此条件下形成的表面改性层与基体为完全冶金结合,其成分由表层向基体内部呈梯度分布。表面XRD衍射结果表明,TC11渗Zr合金层主要以Ti-Zr固溶体的形式存在。球盘磨损试验表明在室温、200℃和400℃时,Ti-Zr合金层摩擦系数、磨损体积、比磨损率较基体都有大幅度下降,因此耐磨性得到了较大提高。高温氧化试验表明在650℃、750℃下Ti-Zr合金层较基体高温抗氧化性能显著提高。
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