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Ti6Al4V合金激光熔覆复合涂层的摩擦学和高温抗氧化性能研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学] TG174.44[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]苏州大学机电工程学院,江苏苏州215006, [2]中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州730000, [3]苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104
  • 相关基金:国家自然科学基金(51405319); 江苏省自然科学基金(BK20141194,BK20131155)
中文摘要:

为了改善Ti6Al4V合金的摩擦学和高温抗氧化性能,预置Ni Cr/Cr3C2-Al-Si复合粉末,采用激光熔覆技术在钛合金表面制备复合涂层。表征了涂层的显微组织结构,测试了涂层的摩擦学和高温氧化性能,并分析了相关机理。结果表明:涂层由Ti C、Ti5Si3和Cr3Si增强相及γ-Ni/Al8Cr5基体组成,平均显微硬度为750 HV0.5,约为Ti6Al4V(360 HV0.5)合金的2倍。室温(25℃)下,由于涂层的高硬度可有效抵抗塑性变形,涂层表现出较好的耐磨性能;高温(600℃)下,钛合金表面生成氧化膜,呈现自润滑效果,而涂层表面产生裂纹,耐磨性能轻微降低。恒温(800℃)氧化32 h后,钛合金表面发生严重氧化腐蚀,而涂层表面生成致密的Al2O3、Ni O和Cr2O3混合氧化物,有效阻止了氧原子的扩散,高温抗氧化性能约为钛合金基体的8.4倍。

英文摘要:

In order to simultaneously improve the high-temperature wear and oxidation resistance of Ti6Al4 V alloy, the composite coatings are prepared on the surface of Ti6Al4 V alloy by laser cladding with the precursor mixed Ni Cr/Cr3C2- Al- Si powder. Microstructure, wear and high temperature oxidation resistance of laser cladding coatings are analyzed. The results show that Ti C, Ti5Si3 and Cr3Si particulate reinforced γ-Ni/Al8Cr5 matrix composite coatings are formed. The average micro-hardness of the composite coating is 750 HV0.5, and is almost twice as much as that of Ti6Al4 V alloy. At room temperature, compared to Ti6Al4 V alloy, the composite coating exhibits excellent tribological property due to its high hardness. While at high temperature of 600 ℃, the formation of protective transferred layers between the sliding surface of Ti6Al4 V alloy and the ceramic couple can play a positive self-lubrication role. Compared with the Ti6Al4 V alloy, the wear resistance of the composite coating has slight decrease because of the formation of micro-cracks on the worn surface at high temperature. After isothermal oxidation tests at 800 ℃ for 32 h, the Ti6Al4 V alloy is oxidized quickly because of the high affinity of Ti towards O and the non- protective oxide scales of Ti O2. The composite coating can form continuous Al2O3, Ni O and Cr2O3 oxide scales on the surface, which is more protective than Ti O2. The high-temperature oxidation resistance of the laser cladding composite coating is approximately 8.4times higher than that of the Ti6Al4 V alloy.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849