火炮身管内壁磁控溅射氮化物层的性能
来源期刊：材料保护2015年第8期
论文作者：金浩 李德元 张罡 郭策安
文章页码：50 - 60
关键词：磁控溅射;TiAlN;CrAlN;火炮身管;硬度;弹性模量;
摘 要：为了提高火炮身管的力学硬度和弹性模量,在PCr Ni3Mo钢表面磁控溅射了Ti Al N,Cr Al N 2种氮化物防护层。利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪(XRD)对2种溅射层的形貌及结构进行了表征,采用纳米压痕仪测试了基材与2种溅射层的硬度和弹性模量。结果表明:Cr Al N层表面相对平整光滑致密,表面粗糙度较小(Ra=0.004~0.006μm),Ti Al N层表面粗糙度相对较大(Ra=0.005~0.021μm);Cr Al N层表面生成的主晶相为Cr N,Ti Al N层表面生成的主晶相为Ti N,2种晶相分别沿(110)和(200)面呈现择优取向;Cr Al N层硬度和弹性模量分别为20.39,288.8 GPa,Ti Al N分别为14.51,267.70 GPa,较基材(5.57,258.00 GPa)均有显著提高,其中Cr Al N层提高最为显著。
金浩1,2，李德元1，张罡3，郭策安2
1. 沈阳工业大学材料科学与工程学院2. 沈阳理工大学装备工程学院3. 沈阳理工大学材料科学与工程学院
摘 要：为了提高火炮身管的力学硬度和弹性模量,在PCr Ni3Mo钢表面磁控溅射了Ti Al N,Cr Al N 2种氮化物防护层。利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪(XRD)对2种溅射层的形貌及结构进行了表征,采用纳米压痕仪测试了基材与2种溅射层的硬度和弹性模量。结果表明:Cr Al N层表面相对平整光滑致密,表面粗糙度较小(Ra=0.004~0.006μm),Ti Al N层表面粗糙度相对较大(Ra=0.005~0.021μm);Cr Al N层表面生成的主晶相为Cr N,Ti Al N层表面生成的主晶相为Ti N,2种晶相分别沿(110)和(200)面呈现择优取向;Cr Al N层硬度和弹性模量分别为20.39,288.8 GPa,Ti Al N分别为14.51,267.70 GPa,较基材(5.57,258.00 GPa)均有显著提高,其中Cr Al N层提高最为显著。
关键词：磁控溅射;TiAlN;CrAlN;火炮身管;硬度;弹性模量;
