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等離子氮化馬氏體型Ti-15Nb鈦合金的減振性的研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-11-13
本研究中采用了熱穩定性較高、具有高減振性的αˊ馬氏體組織的Ti-15Nb合金，通過等離子氮化實現了表面改性。
利用鈦合金的馬氏體組織，提高減振性是可能的，但該組織不像鋼鐵的馬氏體組織那樣硬。利用鈦合金的減振性時對摩擦磨耗性的持久性是有要求的，希望同時得到高減振性與高硬度表面。本研究中采用了熱穩定性較高、具有高減振性的αˊ馬氏體組織的Ti-15mass%Nb合金，通過等離子氮化實現了表面改性。
采用Ti-15Nb合金在1023K下保持3.6ks后退火的試料為AN材，淬火的試料為AQ材。同時，對AQ材在各等離子氮化條件下處理了5小時。等離子氮化條件是在723K氮化氣氛為1N,723K氮與氫氣混合氣氛為1NH，1023K氮氣氛為2N，2N后再淬火的為2NQ。
原創中圖1顯示的為楊氏模量（a），內部磨擦（b）,表面硬度（c）的結果。顯微維氏硬度比起最頂層表面的硬度與內部硬度進行了比較，試料表面側在負荷為0.098N(0.01kgf)或者0.98N（0.1kgf），時間為15秒，各測定了個點。各自的結果用HV0.01，HV0.1表示。
與AN材相比，AQ材的楊氏模量大幅度減少，內部磨擦大幅度增加，硬度降低。723K下的等離子氮化條件為1N及1NH，可維持AQ材的楊氏模量及內部磨擦。
另一方面，表面硬度為1NH時，最頂層表面的硬度稍稍增加。1023K的等離子氮化條件2N，最頂層表面為超過1100HV的硬度，但楊氏模量及內部磨擦降低了，與AN材相當。
等離子氮化后再退火的2NQ中，維持高表面硬度的同時，楊氏模量及內部磨擦均得到了與AQ材相當的值，同時得到了高減振性與高硬度的表面。今后，有必要進一步改進等離子氮化條件、熱處理工藝，而鈦合金同時得到高減振性與高表面硬度。
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