钛合金，例如Ti—6Al—4V，具有强度高、密度低、耐蚀及中温性能稳定等一系列的特征，而广泛应用于航天航空、化工、生物医疗领域。但钛合金的摩擦学性能差，即对粘着磨损和微动磨损非常敏感的缺点影响了钛合金结构的安全性和可靠性，限制了它的应用。 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摩性，而TiC的硬度非常高，耐磨性优异。我们设想如果在钛合金表面渗碳形成游离碳和TiC扩散层，这样就能满足两方面的要求，从而改善钛合金的摩擦学性能。 但是目前常用的气体渗碳法、真空渗碳法和等离子渗碳等工艺无一不与氢元素有关。在渗碳的同时总是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。氢在钛及钛合金中，氢可固溶于β相和α相，也可以γ相(氢化物)形式存在。氢在钛中的危害主要有两个方面：一是氢的溶入造成很大的晶格应力和形成很脆的氢化钛；二是氢容易向材料的缺陷区聚集，降低了缺陷的浓度，特别是晶界强度，并诱发裂纹和引起裂纹扩展。直接表现为材料的塑性和韧性及抗拉强度大大下降，在钛表面出现裂纹、脱皮、断裂等现象。 本文针对这一问题，利用加弧辉光离子无氢渗碳技术在工业上广太原理工大学硕士论文泛使用的Ti一6AI一4V(TC4)合金表面进行无氢渗碳，处理温度1 050℃，保温ZOmin，基材表面可以形成25一30。m厚的由TIC和游离的碳组成的渗层，表面硬度达到936(HV)，摩擦系数降为0.08。从减摩和抗磨两方面改善了Ti一6AI一4v(丁C4)合金的摩擦学性能，达到预期目标。另外，通过PS168电化学腐蚀试验的研究，证实加弧辉光离子无氢渗碳在改善钦合金摩擦学性能的同时没有减弱其优良的耐腐蚀性，反而进一步提高它的耐蚀性。在0.smol几的稀硫酸腐蚀介质中，无氢渗碳后的试样耐蚀性提高7倍多;在1.omol几的稀硫酸腐蚀介质中，无氢渗碳后的试样耐蚀性提高3倍多。 其中，渗碳层成分与结构形貌采用xRD、SEM、AES以及XPS等手段进行检测。