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不锈钢表面等离子合金化渗铜层的纳米力学性能研究

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实验力学 2016年第4期31卷 550-556页

作者：袁智王玥韩志军张睿杨尚余邢学刚卢盼娜太原理工大学力学学院山西030024

为了研究不锈钢渗铜层的纳米力学性能,本文采用等离子表面合金化技术在304不锈钢表面制备了渗铜层。利用纳米压入硬度仪,采用连续刚度测试法,对渗铜层以及不锈钢基体的表面和横截面的纳米力学性能进行了测试,得到了纳米压入过程的载荷-... 详细信息

为了研究不锈钢渗铜层的纳米力学性能,本文采用等离子表面合金化技术在304不锈钢表面制备了渗铜层。利用纳米压入硬度仪,采用连续刚度测试法,对渗铜层以及不锈钢基体的表面和横截面的纳米力学性能进行了测试,得到了纳米压入过程的载荷-压入深度曲线,发现渗铜层抵抗外载荷的能力低于不锈钢基体。并得到了渗铜层和不锈钢基体的表面、横截面方向的硬度以及杨氏模量,经对比得到渗铜层的杨氏模量和硬度都要比不锈钢基体的低,并且渗铜层的力学性能表现出各向异性。对纳米压入的数据进行分析,发现渗铜层在小尺度压入时硬度和杨氏模量表现出明显的"尺度效应"。

关键词：不锈钢等离子表面合金化技术渗铜层纳米压入纳米力学性能

Ti6Al4V合金表面钼-氮渗镀复合层的制备及性能

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机械工程材料 2011年第10期35卷 1-3,45页

作者：李咏梅张敏范爱兰太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学表面工程研究所太原030024

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了钼-氮渗镀复合层,通过调整氮氩流量比获得3种表面渗镀复合层,对渗镀复合层的组织结构、显微硬度、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:氮氩流量比影响合金表面渗镀复合层的组织结构、硬度... 详细信息

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了钼-氮渗镀复合层,通过调整氮氩流量比获得3种表面渗镀复合层,对渗镀复合层的组织结构、显微硬度、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:氮氩流量比影响合金表面渗镀复合层的组织结构、硬度;渗镀复合层可明显提高Ti6Al4V合金在质量分数为37%沸腾盐酸溶液中的耐腐蚀性能;随着氮氩流量比的增加,复合层的厚度增加,硬度提高,耐腐蚀性能变差。

关键词：等离子表面合金化技术钼-氮渗镀复合层氮氩流量比耐腐蚀性能

纯钛表面等离子Ni合金化工艺及摩擦磨损性能研究

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纯钛表面等离子Ni合金化工艺及摩擦磨损性能研究

作者：王泽莹太原理工大学

学位级别：硕士

钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性好等优良特性,在航空航天、汽车、生物医学等各个工业领域具有广阔的应用前景。但钛合金硬度低,导热性差,摩擦中易发生粘着磨损和微动损伤,这些问题使其在实际应用中受到较大的限制。为改善纯... 详细信息

钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性好等优良特性,在航空航天、汽车、生物医学等各个工业领域具有广阔的应用前景。但钛合金硬度低,导热性差,摩擦中易发生粘着磨损和微动损伤,这些问题使其在实际应用中受到较大的限制。为改善纯钛的摩擦学性能,本文采用等离子表面合金化技术在纯钛表面渗入镍元素,形成含镍合金层。研究表明纯钛中加入镍可以有效地提高机械强度,增强其耐磨性。近等原子比TiNi合金本身具有良好的韧性、延展性及耐磨性,而且在富Ti的TiNi合金的固溶过程中会析出Ti2Ni相,包含有析出相Ti2Ni的TiNi合金具有更好的耐磨性。本文研究了纯钛表面等离子Ni合金化的工艺参数并分析了典型工艺下的合金层成分、组织、物相结构及硬度。采用球盘磨损实验研究分析了典型工艺下Ni合金化试样的滑动干摩擦磨损性能,同时对比分析了不同工艺下Ni合金化试样的磨损性能。采用德国油脂公司(optimol)产的SRV-IV微振动摩擦磨损试验机对典型工艺下Ni合金化试样的微动磨损性能进行了测试分析,并对比研究了不同载荷、不同频率及不同位移幅值对Ni合金化试样磨损性能的影响。针对这两种磨损试验,分别探讨了相应的磨损机理。研究结果表明： 1.纯钛表面等离子Ni合金化的典型工艺为：源极电压：600-800V,阴极电压：450-550V,工作气压：35Pa,保温温度：810℃,保温时间：3h,极间距：18mm。 2.典型工艺下制备的Ti-Ni合金层均匀致密,厚度约为30μm,表面Ni含量最高值可达43%,稳定之后含量平均值约为30%;XRD分析合金层主要由TiNi、Ti2Ni、Ti相组成;合金层表面最高硬度值约为570HV,比基体提高近1倍;合金层成分呈梯度变化趋势。 3.采用典型工艺制备的Ni合金化试样的干滑动摩擦磨损性能最优。与纯钛基体相比,Ni合金化试样的摩擦系数降低,耐磨性提高,磨损机制主要表现为粘着磨损,而基体的磨损机制主要为磨粒磨损,伴有一定量的粘着磨损和氧化磨损。 4.在微动磨损过程中,采用典型工艺制备的Ni合金化试样的摩擦系数显著降低,耐磨性能得到改善,磨损机制主要表现为磨粒磨损,而基体既有磨粒磨损,又有粘着磨损,还伴有微动疲劳损伤的特征;5.不同载荷、不同频率和不同位移幅值下Ni合金化试样的微动磨损实验表明：摩擦系数随着载荷的增大而增大,随着频率的增大而增大,随着位移幅值的增大而增大。

关键词：等离子表面合金化技术纯钛镍滑动干摩擦磨损微动摩擦磨损

渗钛合金层对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

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科技创新与生产力 2010年第6期 99-101页

作者：刘伟燕王鹤峰李秀燕太原理工大学山西太原030024 太原理工大学表面工程研究所山西太原030024

采用等离子表面合金化技术在316L不锈钢表面进行渗钛处理,对渗层的结构及其晶间腐蚀性能进行了分析,结果表明,在温度为1000℃、保温时间为3.5h的渗钛条件下形成了表面改性合金层。在不锈钢10%草酸浸蚀试验中,316L不锈钢基体呈现七类凹... 详细信息

采用等离子表面合金化技术在316L不锈钢表面进行渗钛处理,对渗层的结构及其晶间腐蚀性能进行了分析,结果表明,在温度为1000℃、保温时间为3.5h的渗钛条件下形成了表面改性合金层。在不锈钢10%草酸浸蚀试验中,316L不锈钢基体呈现七类凹坑组织Ⅱ晶间腐蚀;而渗钛合金层几乎没有发生晶间腐蚀,显著提高了316L不锈钢的耐晶间腐蚀性能。

关键词： 316L不锈钢渗钛等离子表面合金化技术晶间腐蚀