超声微锻Ti_(3)Al熔覆层组织与性能的实验研究

作     者：高国富 潘贤荣 常黎明 王得宇 赵波 GAO Guo-fu;PAN Xian-rong;CHANG Li-ming;WANG De-yu;ZHAO-Bo

作者机构：河南理工大学河南焦作454003 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第8期

页      面：433-443页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 1009[医学-特种医学] 

基　　金：国家自然科学基金(51875179) 

主　　题：超声微锻 Ti_(3)Al 熔覆层 微观组织 显微硬度 工艺参数 

摘      要：目的采用超声振动与微锻技术相结合的表面改性技术,在Ti-6Al-4V基体上获得组织优良、物理性能好的Ti_(3)Al熔覆层。方法搭建超声微锻装置,采用单因素实验研究超声振幅、加工温度、锻打力、锻打时间对熔覆层金相组织、晶粒以及显微硬度的影响规律。借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计对熔覆层的宏观形貌、微观组织及显微硬度进行分析和测试。结果在超声微锻处理下,熔覆层组织与性能得到显著改善。熔覆层表面平整度与超声振幅呈正相关,随着超声振幅、锻打力的增大,粗大的树枝状α_(2)相逐渐锻碎细化为大量的短棒状α_(2)相和针状α_(2)相以及少量的片层状α_(2)相和等轴α_(2)相,等轴晶的含量与分布范围增大,晶粒细化效果越来越明显。熔覆层各区域的显微硬度值均随着超声振幅、锻打时间的增加而有不同程度的提高。当超声振幅为7μm时,熔覆层顶部、中部、底部的显微硬度分别提高了18.4%、22.8%、51.5%。当锻打时间为5 s时,熔覆层顶部、中部、底部的显微硬度分别提高了15.5%、15.8%、37.8%。熔覆层顶部显微硬度值随着锻打力的增大呈现出逐渐升高的趋势,显微硬度最高可达55.1HRC,其他区域的硬度呈现逐渐降低的趋势。结论超声微锻能够有效改善熔覆层的宏观形貌以及内部组织,细化晶粒,选择合适的工艺参数可进一步提高其显微硬度值。因此,超声微锻可作为一种有效的熔覆层改性技术。