离子增强沉积Cu/Ni多层膜提高钛合金微动疲劳抗力

摘要

为提高航空发动机钛合金叶片的微动疲劳抗力，本文采用离子束增强磁控溅射沉积技术在钛合金表面制备Cu/Ni多层膜，利用小能量动态冲击和循环压压试验装置，对磁控溅射沉积Cu/Ni多层膜的结合强度、韧性、内聚强度等力学性能进行了综合评价。利用自行建立的微动疲劳试验装置研究了Cu/Ni多层膜对Ti811钛合金微动疲劳抗力的影响。结果表明：调制周期小于600nm的Cu/Ni多层膜的内聚强度、韧性及多冲承载能力高于Cu、Ni单层膜;调制周期小于200nm的多层膜呈现出明显的超硬度现象。Cu/Ni多层膜能够明显提高Ti811钛合金的微动疲劳抗力，调制周期为200nm的Cu/Ni多层膜提高幅度最大，而硬度最高的调制周期为20nm的Cu/Ni多层膜提高幅度最小。多层膜对钛合金微动疲劳抗力的不同影响作用的原因归于多层膜的FF抗力由膜层的强韧性能和摩擦学性能综合决定。