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TA2工業(yè)純鈦硼鋁復(fù)合梯度滲層的耐磨性與高溫抗氧化性能研究

盧耀平¹，王勇²，吳影³，段永華^1*

¹昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市五華區(qū)，郵編650093

²昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市五華區(qū)，郵編650093

³昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市五華區(qū)，郵編650093

*duanyh@kust.edu.cn

摘要：鈦及其合金由于具有良好的耐腐性，高的強度而被廣泛運用于車輛工程、航空航天、海洋艦船、能源化工和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。然而其耐磨性和高溫抗氧化性能較差，導(dǎo)致鈦及其合金容易產(chǎn)生粘著磨損和機械性能下降，嚴重制約了鈦及其合金更為廣泛的工程應(yīng)用。利用表面處理和改性技術(shù)改善鈦及其合金的耐磨性和高溫抗氧化性已經(jīng)成為研究熱點和重要課題。本文采用1050°C滲硼4h+1050°C滲鋁4h硼-鋁復(fù)合滲對TA2工業(yè)純鈦進行表面處理。利用XRD和SEM分析了復(fù)合滲層的物相與顯微組織，結(jié)果表明復(fù)合滲層厚度為120μm，其顯微組織從表面至基體依次為TiB₂外層、TiB晶須-TiAl₃次外層、TiAl₃層和擴散層；納米壓痕實驗結(jié)果表明復(fù)合滲層的硬度由表面的26GPa降至基體的2.5GPa；由室溫和250°C的摩擦磨損實驗結(jié)果可知，復(fù)合滲后TA2純鈦耐磨性得到明顯改善；高溫抗氧化測試結(jié)果表明，復(fù)合滲后TA2純鈦的抗氧化性略低于單滲鋁試樣但高于單滲硼試樣以及TA2基體。以上結(jié)果說明通過硼-鋁復(fù)合滲處理之后的TA2純鈦具有高硬度及高溫抗氧化性優(yōu)異的特點，對提高鈦及其合金表面性能、拓寬其應(yīng)用具有重要研究價值。

關(guān)鍵詞：表面工程；TA2；硼-鋁復(fù)合滲；高溫抗氧化；耐磨；