TC4钛合金表面渗碳复合TiN(Ti)膜层的抗冲蚀性能

来源期刊：稀有金属材料与工程2019年第6期

论文作者：王彦峰 李争显 杜继红 张长伟

文章页码：1878 - 1883

关键词：等离子渗碳;Ti/TiN膜层;固体颗粒冲蚀;多层结构;韧性;

摘    要：为了改善硬质膜层的抗冲蚀性能,采用辉光离子扩渗及等离子增强电弧离子镀技术,在TC4合金表面制备了具有梯度渗碳及TiN(Ti)膜层的复合渗镀层,并分析了结构对于复合渗镀层性能的影响。结果表明,相对于未强化的TC4基体表面单层TiN及12周期复合Ti/TiN膜层,复合渗镀层的显微硬度及膜/基结合强度均得到了提高。冲蚀试验表明,TC4基体未渗碳前,表面单层TiN膜层呈现出脆性冲蚀开裂机制,12层复合Ti/TiN膜层由于多层复合结构的增韧效应,呈现出层状剥落及"冲蚀窝"损伤形貌。渗碳后,复合渗镀层的抗冲击韧性得到提高,单层TiN膜层在冲蚀条件下的膜/基界面脆性开裂明显被抑制。渗碳复合12周期Ti/TiN的复合渗镀层具有最佳的抗固体颗粒冲蚀性能,表现出明显的韧性损伤机制,冲蚀失重率降低了十余倍。抗冲蚀性能的提高可归结于复合渗镀层较高的表面硬度、界面强度和强韧性匹配。