【摘 要】
：
钛及其合金具有非常优异的性能,强度高,耐蚀性好,生物相容性好,这些特性使其在航空航天和生物医疗等领域得到广泛应用。但是钛合金的硬度低,耐磨性能较差,极大限制了钛合金在耐磨环境中的应用。氮化钛作为钛合金的重要强化相,具有高硬度和优异的耐磨性,在钛合金表面制备氮化钛,可以提高钛合金的耐磨性能。激光气体氮化是当前改善钛合金材料摩擦性能差的最有前途的表面改性技术之一。飞秒激光高重复频率下基于热累计效应的重
论文部分内容阅读
钛及其合金具有非常优异的性能,强度高,耐蚀性好,生物相容性好,这些特性使其在航空航天和生物医疗等领域得到广泛应用。但是钛合金的硬度低,耐磨性能较差,极大限制了钛合金在耐磨环境中的应用。氮化钛作为钛合金的重要强化相,具有高硬度和优异的耐磨性,在钛合金表面制备氮化钛,可以提高钛合金的耐磨性能。激光气体氮化是当前改善钛合金材料摩擦性能差的最有前途的表面改性技术之一。飞秒激光高重复频率下基于热累计效应的重熔原理已被初步应用于抛光工艺中。基于飞秒高重频的优势,以及传统连续激光氮化和纳秒激光氮化中存在热变形和裂纹问题,为了获得表面粗糙度良好且无裂纹的氮化层,本文尝试性应用飞秒激光在氮气环境中对钛合金进行氮化处理,重点分析了能量密度对氮化层层深,物相组织,Ti N枝晶微观组织及摩擦性能的影响。研究结果表明:（1）飞秒激光氮化钛合金技术具有较严格的加工窗口:扫描速度区间为60～100mm/s,能量密度为0.14～0.58J/cm~2时,在该加工窗口内,可制备表面相对质量较好且氮含量充足的氮化层。（2）能量密度的改变可实现氮化层表面粗糙度,表面硬度,氮化层物相比例及冷却速率的有效调控,具体影响如下:能量密度从0.14J/cm~2增加到0.58J/cm~2时,表面粗糙度Sa从0.59μm增加到3.25μm,表面硬度从414HV增加到1389HV。Ti N衍射峰呈增强趋势,生成Ti N的体积分数增大,表明氮化层表面氮含量逐渐增加,近表层氮元素原子百分比从18.68%增加到33.82%。（3）能量密度可以实现对裂纹等缺陷的有效控制,在扫描速度80mm/s下,能量密度范围0.35～0.48J/cm~2时,可获得表面粗糙度Sa值在0.85μm左右,氮化层深度53～112μm,表面硬度范围880～1247HV的无裂纹且表面质量良好的氮化层。（4）飞秒激光表面氮化可有效提高钛合金摩擦磨损性能:能量密度为0.58J/cm~2,扫描速度80mm/s时,氮化层的平均摩擦系数为原样的72.5%,耐磨性能提高89.6%。原样的磨损表面显示了严重的磨料磨损和塑性变形;氩气环境中重熔样的磨损性能较原样略有提升,以磨料磨损为主,证明激光重熔对钛合金耐磨性能的改善有所帮助。（5）能量密度的调控可有效控制氮化层的硬度和厚度,从而对摩擦性能实现有效调控:能量密度为0.14J/cm~2时,氮化层的平均摩擦系数为原样的96.1%,但耐磨性能较原样下降;能量密度0.35J/cm~2时,氮化层的平均摩擦系数为原样的90.2%,耐磨性能提高34.9%;能量密度0.58J/cm~2时,氮化层的平均摩擦系数为原样的72.5%,耐磨性能提高89.6%。在扫描速度80mm/s,能量密度0.35J/cm~2时获得硬度为880HV和厚度53μm无裂纹的氮化层,相对原样,其磨损量提高34.9%。
其他文献
混合所有制改革自上世纪90年代正式提出发展到现在已步入新阶段,其关键在于增强企业活力。混改方式众多,国企混改中引入战略投资者理论上可推进产权结构变革,提高治理水平,但也存在攫取国有企业利益致资产流失的可能。因此,探索实际混改中引入战略投资者产生的影响,并且针对不利情形研究风险防范对策对于国企混改中保障国有资产安全是十分重要的。基于此,本文选择舍得酒业国企混合所有制改革引入战略投资者为案例,梳理其混
互联网时代背景下，信息技术全面渗透到社会各个领域，农业技术推广模式也迎来了新变革，传统的农业科研机构技术推广模式、农业企业技术推广模式、农业技术中介推广模式，均需要结合“互联网+”的概念进行改革，这样才能确保农业技术推广工作能够满足实际需求，从而将先进的农业技术尽快推广到基层，使其能够发挥价值。基于此，本文概述互联网时代下农业技术推广信息化的意义，分析农业技术推广工作现状，并对农业技术推广信息化建
2003年,国务院首次公布施行《中华人民共和国中外合作办学条例》,以行政法规的形式确定了中外合作办学的基本法律制度。为配合其实施,教育部行使部门规章制定权,于次年颁行实施《中华人民共和国中外合作办学条例实施办法》。上述规范性文件与相关教育法律、法规、规章等共同发挥作用,在对中外合作办学进行监管过程中取得了积极成效。中外合作办学法律形式多样,存在合作办学机构与合作办学项目两种法律形式,合作办学机构又
齿轮传动是常见的传动方式之一,随着工业的发展,齿轮的工作状况越来越恶劣,给其强化工艺带来新的挑战。本文以20Cr2Mn2Mo为研究对象,通过激光冲击强化辅助碳氮共渗工艺对样品进行处理。激光冲击强化预处理使样品表面产生高密度位错和大体积分数的高自由能晶界,这些缺陷不仅为活性原子提供扩散通道和形核中心,还可以降低激活能,进而降低碳氮共渗的温度、提升渗入速度和渗层深度。研究结果表明:（1）激光冲击辅助碳
伴随着医疗系统的不断发展与进步,传统的依靠简单收取药房以及发药的医院药房部门已经逐渐不能满足医院以及患者日益增长的需求。大数据人工智能技术以及日渐成熟的视觉技术结合的智能药房系统不断地冲击着传统的医院药房系统。在成熟的信息化手段下,智能药房系统可以充分实现处方系统与药房部门的无缝对接。具有缩短患者取药时间,减小人力成本,精简从处方到发药的整个流程等特点,进而实现对传统药房服务的升级。在智能药房系统
众所周知,橡皮布是胶版印刷中必不可少的印刷器材之一,承担着将油墨从印版滚筒上转移至印刷品上的重任,其质量的好坏直接决定了印刷品的质量。橡皮布的种类和品质随着印刷工业的发展而不断发展,其中气垫橡皮布的发明就为高速胶版印刷提供了可能。在气垫橡皮布中,最为关键的就是通过微球体发泡形成气垫层,利用其可压缩性和快速回弹的特性,可以避免橡皮布出现鼓包并满足高速印刷的需要。因此开展气垫橡皮布的相关性能研究就显得
LED作为新一代照明光源,在生活中得到了广泛的应用。其中,高光效,低成本的大功率COB封装的LED最受人们的亲睐。但是COB-LED因为集成了许多LED芯片,使得其在工作时积聚了大量的热能,故研究其传热特性,提升散热能力具有较大意义。同时在运输和使用过程中,LED不可避免的会经历温度冲击、振动、湿度、高温等复杂环境,故对LED可靠性的研究也显得尤为重要。因此,本文对COB-LED在散热器表面的传热
受高含砂、高含水、强腐蚀性介质的影响,海上采油平台液压抽油机的柱塞泵、泵筒、转子等薄壁部件（40Cr钢）极易出现如磨损、腐蚀等表面失效问题,这严重影响油田开发。因此,为了提高使用寿命和降低再制造成本,对薄壁部件表面硬度、耐磨和耐蚀等性能提出了更高要求。目前,能源企业采用的表面强化方式主要为渗碳、热喷涂和电沉积等传统改性技术。但是,上述技术分别存在如强化层厚度低、结合强度低和加工速率低等缺点。为此,
基于金属氧化物和过渡金属硫化物的电阻型氨气传感器,因其体积小、灵敏度高、能耗低等优点,受到人们的关注。以金属氧化物（MOXs）为敏感材料的气体传感器,具备了良好的长期稳定性,但需要较高的工作温度;而基于过渡金属硫化物（TMDs）的传感器可在室温下工作,却表现出较差的可重复性和抗干扰能力。为了开发一种高性能的室温氨气传感器,本工作研究了二硫化钨（WS2）与氧化铜（Cu O）的可控制备方法,并测试了基