鈦合金由于硬度較低、耐磨性差,其使用領域受到極大限制。傳統(tǒng)的氣體滲碳技術反應溫度高、所需周期長、滲碳效率低、工件容易變形等缺點,不能充分解決鈦合金實際需求。本文提出采用真空脈沖滲碳和真空脈沖感應滲碳技術對TA2鈦合金進行表層強化,并通過X射線衍射儀、光學顯微鏡、掃描電鏡、XPS、自動顯微硬度機和端面磨損試驗機等手段研究了獲得的梯度滲碳層組織、結構及耐磨性。利用L₉(3³)正交實驗,探究了溫度、壓強、氣氛配比對TA2鈦合金滲碳層硬度、厚度及耐磨性的影響,并優(yōu)化TA2鈦合金間隙式真空滲碳工藝。結果表明:真空脈沖滲碳和真空脈沖感應滲碳兩種工藝下,滲層硬度、厚度及耐磨性的變化規(guī)律一致,各因素的影響強弱依次為溫度>甲烷乙炔氣氛配比>壓強。正交試驗得到的最佳工藝參數為溫度940℃,壓強-70 kPa,甲烷和乙炔比7:1。經過真空脈沖滲碳和真空感應脈沖滲碳后,TA2鈦合金表面均形成了一層均勻的TiC相。采用真空脈沖感應滲碳可以快速獲得滲碳層,15 min即可達到22μm,2小時后達到108μm,表層硬度達到1070.5 HV_0.025...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈦合金表面處理工藝
    1.2 鈦合金化學熱處理研究進展
        1.2.1 氧化處理
        1.2.2 滲氮
        1.2.3 滲碳
    1.3 電磁感應技術在熱處理過程中的應用
        1.3.1 電磁感應加熱原理
        1.3.2 電磁感應熱處理研究現狀
    1.4 本文研究內容、目的及創(chuàng)新點
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
        1.4.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 試樣預處理
    2.3 真空脈沖滲碳裝置及方法
        2.3.1 真空脈沖滲碳實驗裝置
        2.3.2 真空感應爐實驗裝置
    2.4 試樣性能測試與表征
        2.4.1 滲層成分分析
        2.4.2 掃描電鏡分析
        2.4.3 金相組織分析
        2.4.4 硬度檢測
        2.4.5 耐磨性檢測
第三章 TA2鈦合金真空滲碳工藝初探
    3.1 真空脈沖滲碳正交試驗
        3.1.1 物相及截面分析
        3.1.2 正交試驗及分析
        3.1.3 耐磨試驗結果與分析
        3.1.4 方差分析驗證正交優(yōu)化結果
    3.2 真空感應脈沖滲碳正交試驗
        3.2.1 物相及截面分析
        3.2.2 正交試驗及分析
        3.2.3 耐磨試驗結果與分析
        3.2.4 方差分析驗證正交優(yōu)化結果
    3.3 本章小結
第四章 TA2鈦合金滲碳動力學機制研究
    4.1 動力學試驗方法
    4.2 動力學分析
        4.2.1 動力學理論模型
    4.3 TA2 鈦合金滲碳實驗結果分析
        4.3.1 TA2 鈦合金真空脈沖滲碳實驗
        4.3.2 TA2 鈦合金真空感應脈沖滲碳實驗
        4.3.3 TA2 鈦合金動力學模型預測
    4.4 小結
第五章 TA2鈦合金滲碳層組織結構及耐磨性研究
    5.1 TA2 鈦合金真空脈沖滲碳層表征
        5.1.1 組織形貌
        5.1.2 XRD分析
        5.1.3 XPS分析
        5.1.4 顯微硬度分析
        5.1.5 耐磨性分析
    5.2 真空感應脈沖滲碳層表征
        5.2.1 組織形貌
        5.2.2 XRD分析
        5.2.3 XPS分析
        5.2.4 顯微硬度分析
        5.2.5 耐磨性分析
    5.3 小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：3856092