【摘 要】
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对TiN、CrN、ZrN、TiCrN、TiZrN等氮化物硬质反应膜的研究已经有了大量的结果和进展,但是,在膜层中的N含量的准确实现和优化控制方面的知识和经验较为有限。通过研究氮含量对
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对TiN、CrN、ZrN、TiCrN、TiZrN等氮化物硬质反应膜的研究已经有了大量的结果和进展,但是,在膜层中的N含量的准确实现和优化控制方面的知识和经验较为有限。通过研究氮含量对TiN、CrN、ZrN、TiCrN及TiZrN硬质膜的组织性能影响以期获得N含量对膜层的微结构及硬度等方面的影响规律,有助于探索在不同的膜层中最佳的N含量及其实现途径。本实验采用多弧离子镀技术,以高速钢为基体材料,分别制备了氮含量变化的TiN,ZrN,CrN,TiCrN,TiZrN五种膜层。使用扫描电子显微镜（SEM）、EDS（能谱分析仪）、XRD衍射仪和维氏硬度计对膜层的的表面和断面形貌、表面成分、相组成以及硬度进行了分析。研究了N含量偏离于化学计量比的条件下,N含量对TiN,ZrN,CrN,TiZrN,TiCrN膜层的微结构和硬度的影响规律。发现在N/Ti原子比为0.61.2的范围内,TiN膜层由单一的TiN相组成。TiN,ZrN膜层中随着氮含量的增加,膜层倾向于（111）面择优生长取向,并且晶格常数变大;对于CrN膜层而言,随着氮含量增加,膜层相组成主要由Cr2N相逐渐过渡到Cr2N+CrN相到CrN相,三种相组成所对应的氮含量分别在38.8%、50.61%和54.16%附近。对于TiZrN、TiCrN而言,膜层更容易由单一的面心立方相构成,而不出现TiN、ZrN、CrN等分立相。TiZrN膜层中只有单一的（111）面择优生长,而TiCrN膜层呈现（111）和（200）双择优取向。五种膜层均在氮含量接近50%的情况下,硬度更高。
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