【摘 要】
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TC4(Ti-6Al-4V)钛合金表现出了非凡的高比强度和良好的抗氧化性能,这使它们可用于航空航天和石油化工领域。然而,TC4较低的耐磨性,限制了它们在摩蚀环境中的应用。在众多的表
【机 构】
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苏州大学机电工程学院激光加工中心,苏州大学沙钢钢铁学院,苏州大学轨道交通学院,
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TC4(Ti-6Al-4V)钛合金表现出了非凡的高比强度和良好的抗氧化性能,这使它们可用于航空航天和石油化工领域。然而,TC4较低的耐磨性,限制了它们在摩蚀环境中的应用。在众多的表面改性技术中,激光渗氮由于可控并且可以对指定区域渗氮处理,对环境无污染因此受到了极大的重视。本文通过采用Nd:YAG脉冲激光对在不同比例的氮和氩的混合气体中进行TC4合金表面氮化处理,探讨了氮气浓度等对氮化层组织和硬度的影响。结果表明,激光合金化试样存在组织不同的三个区域,分别为熔融区、热影响区和基材。熔融区由钛合金基体和TiN组成,其中TiN呈现树枝晶形态,枝晶为定向生长的柱状晶,在熔融区的底部,枝晶以细小的针状枝晶形式存在;熔融区存在明显的裂纹,这些微裂纹是由于表面受激光脉冲作用快速熔化和随后急冷凝固时产生的应力所引起的。TiN激光合金化层的硬度在600~800HV之间,约为TC4合金的2倍。
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