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纯钛表面双层辉光离子无氢渗碳的组织结构与性能的研究

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文摘

英文文摘

第一章文献综述

1表面工程

(1)表面工程的产生与发展

(2)表面工程技术的分类及作用

2钛及其合金的研究现状

(1)钛和钛合金

(2)钛及钛合金的应用

(3)国内外的研究现状

3双层辉光等离子渗金属技术

(1)双层辉光离子渗金属基本原理

(2)双层辉光离子渗金属的优点

4渗碳技术

5课题的提出和主要研究内容

(1)课题的提出

(2)本课题的主要研究内容

第二章实验材料及实验方法

1实验材料及设备

(1)实验材料

(2)实验设备

2工艺参数的确定

3源极的设计

4渗层成分与组织相结构检测

第三章实验结果与分析讨论

1实验方案

2实验结果与分析讨论

(1)渗碳层表面形貌

(2)渗碳层金相组织

(3)渗碳层成分分布

(4)渗碳层XRD分析

(5)渗碳层显微硬度

(6)划痕实验

第四章 渗碳层摩擦学性能实验分析

1前言

2试验装置和原理

(1)试验装置

(2)试验原理

3实验结果

(1)摩擦系数

(2)比磨损率

(3)磨损表面形貌

4结论

第五章表面渗碳层电化学腐蚀研究

1 电化学腐蚀理论

(1)极化曲线

(2)极化曲线的测定方法

(3)腐蚀速度

2实验方法

(1)试验装置

(2)试验条件

3试验结果与分析

(1) 5%HCl溶液中的电化学腐蚀性能

(2)5%H2SO4溶液中的电化学腐蚀性能

(3)3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能

(4)腐蚀形貌

4结论

第六章结论

致谢

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摘要

改善摩擦学性能主要体现在两个方面:一是减摩,减小材料的摩擦系数;二是抗磨,提高材料的耐磨性.考虑到石墨具有非常优异的减磨性,而TiC的硬度非常高,耐磨性优异.我们设想如果在钛及其合金表面渗碳形成游离碳和TiC扩散层,这样能满足两方面的要求,从而改善钛及钛合金的摩擦学性能.但目前常用的渗碳工艺均与氢元素有关.渗碳的同时总有氢元素渗入到基体中,出现氢脆问题,严重影响钛材的渗碳质量.直接表现为材料的塑性、韧性及抗拉强度大大下降,在基材表而出现裂纹、脱皮、断裂等现象.该文针对这一问题,利用双层辉光离子无氢渗碳技术在钛表面进行无氢渗碳.研究结果表明基材表面可以形成50um厚的由TiC和游离的碳组成的渗层,表而硬度达到1000(HV),摩擦系数降为0.25左右.改善了基材的摩擦学性能,达到预期目标.另外,通过PS168电化学腐蚀试验的研究,证实双层辉光离子无氢渗碳在改善基材摩擦学性能的同时没有减弱其优良的耐腐蚀性.

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