鋯鈦合金微弧氧化與激光表面改性研究.pdf

1、本文以工業工業純鋯（Zr702）和新型鋯基合金（ZrTiAlV）為研究對象，利用微弧氧化陶瓷涂層制備裝置和激光加工處理成套裝置開展了微弧氧化和激光表面處理試驗，采用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、顯微硬度計、納米壓痕儀、低溫真空摩擦磨損試驗機等分析測試手段對處理后 Zr702和ZrTiAlV合金的顯微組織結構、力學性能及摩擦磨損性能進行了研究。
　　經過微弧氧化處理后，Zr702和ZrTiAlV合金表面均獲得了一層陶瓷氧

2、化層，平均厚度分別為2μm和2.5μm，膜層由疏松層和致密層兩部分組成；Zr702表面得到的陶瓷層主要由M-ZrO2和T-ZrO2構成，且以M-ZrO2居多；ZrTiAlV合金表面陶瓷層主要由ZrTiO4及少量ZrO2組成。硬度測試結果表明，微弧氧化處理使Zr702和ZrTiAlV合金表面納米硬度顯著提高，其原因在于表面生成了高強度陶瓷氧化物。摩擦磨損試驗結果表明，微弧氧化后，Zr702和ZrTiAlV合金在室溫大氣和低溫真空環境條件下

3、平均摩擦系數和磨損量均低于處理前，表現出較為優異的耐磨特性。
　　經過激光表面淬火或激光表面熔凝處理后，ZrTiAlV合金表面獲得了具有一定深度的改性層。激光表面淬火后，ZrTiAlV合金截面可區分為熱影響區和基體兩部分，熱影響區由粗大片狀β晶粒組成，這與快速冷卻時高溫β相來不及轉變為α相而被保留下來有關；激光表面熔凝后截面可分為重熔區、熱影響區和基體三部分，重熔區由粗大片狀β晶粒組成，這與熔池冷卻過程中β晶粒外延生長有關。硬度測