热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

作     者：龚云柏 王平 杨彪 伍婷 杨钊 段艳菲 兰欣悦 GONG Yun-bai;WANG Ping;YANG Biao;WU Ting;YANG Zhao;DUAN Yan-fei;LAN Xin-yue

作者机构：西南石油大学新能源与材料学院成都610500 亥姆霍兹HEREON材料与海岸研究中心盖斯特哈赫特21502 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第12期

页      面：159-168页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：四川省科技计划(2022YFSY0018)。 

主　　题：TC4钛合金 微弧氧化 热输入 微观结构 耐腐蚀性 耐磨性 

摘      要：目的研究热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响,控制微弧氧化过程中的能量消耗。方法在TC4钛合金表面制备微弧氧化膜层时,通过改变热输入来形成不同的热效应,采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析在不同热输入下所制备膜层的表面形貌、截面形貌、元素分布和相组成,测试热输入对TC4钛合金微弧氧化膜层耐磨性和耐蚀性的影响。结果热输入影响了膜层生成过程中的离子传输,提高了膜层中Ti原子与O原子的比值,有利于TiO_(2)膜层的生成,但过高的热输入会使参与反应的Ti、O原子减少,从而降低膜层的生长速率。膜层的厚度随着热输入的增大先由18.53μm增加至21.56μm,随后减小至17.67μm,膜层主要相的组成为Rutile、Anatase及少量SiO_(2)。通过改变热输入提高了膜层的耐腐蚀性能,其腐蚀速率从4.516×10^(-3) mm/a逐渐减小至3.109×10^(-4) mm/a。膜层表面的耐磨性能随着热输入的增大呈先增加后降低的趋势。结论当热输入为140 W时,膜层的厚度最高,耐磨性能最佳,同时具备良好的耐腐蚀性能。