TC4合金等离子渗Mo与Mo-Cr共渗的腐蚀及高温氧化性能研究

摘要

钛合金（例如TC4 ），具有重量轻、比强度高、耐腐蚀及良好的生物相容性等优点，被广泛应用于各个领域，但由于其在还原性酸和强氧化介质中易腐蚀等缺点又限制了它的使用。针对上述问题，本文采用双层辉光等离子渗金属技术，在钛合金TC4 表面渗Mo 及Mo-Cr 共渗，分析改性层的成分、组织，然后测试了改性层的结合力、硬度以及耐磨性，并重点研究了改性层在强还原性酸、氯化钠溶液中的耐腐蚀性能及三个不同温度下的抗高温氧化能力。
　　 双辉等离子渗Mo 及Mo-Cr 共渗的工艺参数为：源极电压：900~950V，阴极电压：300~400V，试样温度：850~900 ℃，保温时间：3h，工作气压：30~35Pa，极间距：15mm。研究结果表明：在此条件下，两种不同工艺（渗Mo、Mo-Cr 共渗）均能使基体表面获得成分呈梯度变化的均匀致密的合金改性层，渗层的有效厚度分别是30 μ m和22 μ m。且改性层结合性能良好，与基体属于冶金结合。两种不同状态的试样表面硬度及耐磨性与基体相比均大幅提高。浸泡重量法测试结果表明渗Mo和Mo-Cr 共渗后生成的钝化膜能够有效保护基体，提高基体的耐蚀性能。电化学测试结果表明，三种不同表面状态的试样在5%硫酸、5%盐酸和3.5%氯化钠溶液中都是耐蚀的，不会降低基体的耐蚀性。高温氧化试验表明：三种不同表面状态的试样在不同温度下抗高温氧化性能表现出较大的差异。650 ℃下，三种试样氧化增重较小，表现出优良的抗高温氧化性能；750 ℃下，Mo-Cr 共渗层显著的提高了基体的抗高温氧化性能，而Mo 改性层在短期内的抗高温氧化性能比较好；850 ℃下，TC4基体、渗Mo试样和Mo-Cr 共渗试样氧化增重速率提高较快，渗Mo试样完全失去保护作用，而Mo-Cr 共渗试样则氧化增重速率较缓慢，但是在100小时后氧化膜的表面也出现了开裂，随着时间的延长，表面也逐渐失效。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第一章绪论

第二章改性层的制备、组织及力学性能的研究

第三章改性层的耐蚀性能研究

第四章改性层的高温氧化性能研究

第五章结论

参考文献

致谢

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