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激光气体氮化原位合成制备TiN/Ti3Al复合涂层及其抗高温冲蚀性能
          
In-situ Synthesized TiN/Ti3Al Composite Coating by Laser Gas Nitriding and Its High-Temperature Erosion Resistance

摘    要
通过在氮气中加入铝粉,采用激光气体氮化技术在Ti-6Al-4V钛合金表面原位制备了TiN/Ti3Al复合涂层,研究了涂层的微观形貌、物相组成、硬度分布以及抗含SiC和SiO2颗粒的高温高速水蒸气冲蚀的能力。结果表明:涂层的表面硬度为(1 400±50)HV,是Ti-6Al-4V钛合金的4倍;用SiC颗粒冲蚀较短时间或用SiO2颗粒冲蚀后,涂层的冲蚀质量损失随冲蚀角度的增大而增加,Ti-6Al-4V钛合金的则减小;在相同冲蚀角度下,涂层的冲蚀质量损失随冲蚀颗粒硬度的增加而增大,Ti-6Al-4V合金的冲蚀质量损失在较小冲蚀角度时也遵循此规律,但在较大冲蚀角度下,质量损失的变化不大。
标    签 Ti-6Al-4V钛合金   激光表面改性   复合涂层   高温冲蚀   Ti-6Al-4V titanium alloy   laser surface modification   composite coating   high-temperature erosion  
 
Abstract
TiN/Ti3Al composite coating was in-situ synthesized on the surface of Ti-6Al-4V alloy by laser gas nitriding technique with the aluminium powder mixed in the nitrogen. The micromorphology, phase composition, hardness distribution and the anti-erosion performance with high-temperature high-velocity steam containing SiC and SiO2 particles of the coating were studied. The results show that the surface hardness of the coating was (1 400±50) HV, four times higher than that of Ti-6Al-4V titanium alloy. After erosion with SiC particles during a relatively short period or with SiO2 particles, the erosion mass loss of the coating increased with the increase of erosion angle, while that of the Ti-6Al-4V titanium alloy decreased. At the same erosion angle, the erosion mass loss of the coating increased with the increase of erosion particle hardness, and that of the Ti-6Al-4V titanium alloy followed this rule at relatively small erosion angles while changed little at relatively large erosion angles.

中图分类号 TG166.5   DOI 10.11973/jxgccl201802012

 
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所属栏目 新材料 新工艺

基金项目 国家自然科学基金资助项目(51322510,51371082)

收稿日期 2016/11/21

修改稿日期 2018/1/12

网络出版日期

作者单位点击查看

备注宿冠群(1990-),男,山东临沂人,硕士研究生

引用该论文: SU Guanqun,FU Yao,ZHANG Xiancheng,WANG Zhengdong,TU Shantong. In-situ Synthesized TiN/Ti3Al Composite Coating by Laser Gas Nitriding and Its High-Temperature Erosion Resistance[J]. Materials for mechancial engineering, 2018, 42(2): 52~57
宿冠群,付尧,张显程,王正东,涂善东. 激光气体氮化原位合成制备TiN/Ti3Al复合涂层及其抗高温冲蚀性能[J]. 机械工程材料, 2018, 42(2): 52~57


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