论文部分内容阅读
为了提高TA2的耐磨性和耐蚀性,本文采用激光气体氮化和激光相变硬化-渗氮两种处理方法对TA2进行表面改性。利用体视显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射和电子探针对TA2激光气体氮化层和激光相变硬化-渗氮层进行表面形貌、微观组织和相组成分析;利用显微硬度计对两种复合改性层的显微硬度进行测试;利用M283恒电位仪与M352测试分析软件对两种复合改性层进行耐蚀性测试与分析;利用MMU-5G型摩擦磨损试验机对激光气体氮化层的耐磨性能进行测试与分析。经过激光气体氮化处理,在TA2表面生成了以TiN为增强相的氮化区域。该区域由氮化层、热影响区和基体三部分构成,氮化层组织主要由TiN和α′-Ti组成,厚大约30μm,硬度比较均匀;热影响区主要是细小的针状α′-Ti。激光气体氮化不但降低了摩擦系数提高了耐磨性能,而且还提高了基体的耐均匀腐蚀和局部腐蚀的性能。经过激光相变硬化处理后,TA2硬度提高,组织由原始α-Ti转变为针状马氏体,还生成大量位错等缺陷。相变硬化层分为三部分:表面是完全发生马氏体相变的区域,次表面为未完全发生马氏体相变的区域,底部是粗大的α-Ti区域。TA2经激光相变硬化处理后,可以在低温实现渗氮。在430℃下气体渗氮,可以在表层形成一层厚度约50~60μm的渗氮层,其中白亮层厚度约为4μm,主要有氮化物组成。渗氮层表面硬度提高到HV0.01700左右,耐蚀性提高到基体的1.5倍。渗氮层分三个区域,表面为白亮层,含有δ相和ε相等;次表面为氮原子扩散层,该区域组织为大量的马氏体;最下面为仅发生马氏体相变的组织。随着渗氮温度升高,渗氮层增厚。当气体渗氮温度升高到730℃时,渗氮层增加到100~120μm,白亮层增加到10μm左右,表面硬度提高到HV0.011000以上,耐蚀性能提高到基体的3倍。