TC4鈦合金雷射合金化的研究

2020-11-25 OFweek維科網

　　一、研究目的

　　TC4鈦合金具有比重小、室溫和熱強度強度高、抗蝕性好、低溫性能好等特點，主要用於製造壓氣機部件，如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。太空飛行器主要利用鈦合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭也都使用鈦合金板材焊接件。但鈦合金導熱彈性小、摩擦係數高、耐磨性差，在很大程度上限制了其應用範圍。本研究擬採用雷射合金化處理來提高TC4合金的硬度和耐磨性。

　　二、研究方法及結果

　　2.1 研究方案

　　採用300WYAG脈衝雷射器進行實驗，利用金相顯微鏡和顯微硬度計進行組織和硬度分析。

　　2.2 實驗結果

　　雷射合金化層的表面形貌如圖1所示。

圖1 鈦合金雷射合金化層形貌

　　由圖中可知，合金化層表面無氣孔、裂紋等宏觀缺陷，粗糙度約為Ra3.1μm 。

　　合金化層橫斷面的組織如圖2所示，發現大量硬質點強化相均勻分布在合金化層內。顯微硬度分析表明（見圖3），雷射合金化層硬度明顯高於TC4合金基材（HV210），均高於HV600，表面最高硬度達到HV1000左右，層深約0.3mm。

圖2 合金化層組織

圖3 合金化層橫向硬度分布

　　（作者：武漢武鋼華工雷射大型裝備有限公司  莫衡陽 熊大輝 蔡菲菲 王喜 王愛華）

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