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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
钛合金因其独有抗腐蚀能力强、密度低、强度高、中温性能稳定等优点广泛应用于航空、航天、海洋、化工等工业装备中，但由于其固有的摩擦系数大、易粘着、耐磨性差而限制了钛合金在恶劣磨损环境中的应用。由于磨损失效常起源于材料的表面，所以在不影响基材原有优异性能的前提下，利用合适的表面改性手段，可以有效改善钛合金的耐磨损性能。激光表面改性技术是一种新发展起来的高新技术，它利用激光的高辐射强度、高方向性、高单色性等特点作用于构件表面，使材料的表面性能得到提高。激光熔覆陶瓷颗粒增强的金属基复合涂层将陶瓷材料的高硬度、高化学稳定性和金属材料的高延性、高强度有机地结合在一起，可以显著提高材料表面的耐磨性。为提高钛合金表面性能，颗粒增强金属基复合涂层是一种很有发展前景的途径。本课题以真空等离子旋转电极雾化TA15合金粉末和铸造WC颗粒为原料，利用激光熔覆技术在TA15钛合金板材表面上采用4 kW激光功率密度制备出WC颗粒名义体积分数分别为15%、30%、45%的复合涂层；并在调整工艺参数后，采用6 kW的激光功率密度制得了WC颗粒名义体积分数分别为15%、25%、35%、45%四个WC颗粒增强钛基耐磨复合涂层。利用XRD、OM、SEM、EDS、图像分析软件等方法分析了涂层的显微组织；分别测试了WC颗粒增强耐磨复合涂层的硬度、室温干滑动磨损及二体磨粒磨损性能、电化学腐蚀性能，分析了其耐磨耐蚀机理；研究了WC增强相含量对涂层组织、硬度、干滑动磨损及二体磨粒磨损性能、电化学腐蚀性能等的影响；并进一步研究了磨损加载载荷、磨损时间、磨粒尺寸对涂层耐磨性能的影响。结果表明：(1)利用激光熔覆技术分别采用3.5 kW和6 kW两种不同的激光功率密度，以TA15钛合金为母材，在其表面上成功制备了WC颗粒增强钛基耐磨复合涂层，WC颗粒增强相均未完全溶解而留存于涂层中；(2)当激光功率密度较低时，制备的WC颗粒增强耐磨复合涂层几乎无稀释，涂层与母材钛合金间未完全熔合，WC颗粒溶解较少且在涂层中分布均匀；在过高的激光功率条件下，制备的WC颗粒增强耐磨复合涂层稀释率大、WC颗粒溶解严重、下沉现象明显、WC颗粒分布不均匀；(3)激光熔覆WC颗粒增强涂层的基体根据WC颗粒的溶解程度及WC颗粒与钛合金含量比例主要分为两种：一种WC颗粒溶解较少涂层基体主要由钛合金枝晶与枝晶间的TiC+Ti共晶所组成的；另一种由于WC溶解较多，WC颗粒增强相间的基体由初生(TiW)C/TiC相和(TiW)C+(Ti,W)共晶组成；(4)通过图像分析软件对涂层WC增强相体积分数的测定，低激光功率密度条件相下制得涂层体积分数在14%～43%之间，与设计成分十分接近；而过高激光功率下的涂层由于WC颗粒溶解程度大和稀释严重，增强相体积分数在9%～34%变化；(5)在室温干滑动磨损试验条件下，WC颗粒增强耐磨复合涂层随着增强相含量的增多，涂层的耐磨性能随之递增；在不同加载载荷、不同磨损时间的测试中发现颗粒暴露于涂层表面时耐磨性骤然增大且趋于稳定，并且对载荷和时间敏感度低；(6)在二体磨粒磨损试验条件下，WC颗粒增强耐磨复合涂层耐二体磨粒磨损的性能随增强相的增多而增大；WC颗粒溶解严重的涂层由于具有高硬度基体且WC增强相的粒度大，涂层对磨粒粒度敏感度低；(7)在电化学腐蚀试验条件下，WC颗粒增强复合涂层与未经处理的钛合金基材相比，自腐蚀电位略负；在钝化区内涂层较钝化电流密度低且平稳钛合金显得不稳定，复合涂层的耐海水腐蚀性能略低于钛合金基材。 |
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发表于 2022-4-20 08:45:07
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